Оптимизация конструкции и исследование процессов в силовых трансформаторах с высокотемпературными сверхпроводящими обмотками для энергоэффективной и безопасной трансформации электрической энергии

В работе предполагается разработка и исследование силового трансформатора с высокотемпературными сверхпроводящими (ВТСП) обмотками, обладающего следующими преимуществами: отсутствие потерь электроэнергии, способность ограничения тока КЗ, снижение массы устройства на 50-60%, пожаробезопасность. Новые конструктивные исполнения обмоток и криостата трансформатора позволят: увеличить температурный запас сверхпроводника, снизить вероятность непредвиденной потери сверхпроводимости, повысить токоограничивающую способность. Предполагается, что ограничение сверхтока будет реализовано не только за счет потери сверхпроводимости, но и за счет увеличения общего импеданса обмоток путем разделения их на секции и использования дополнительных сопротивлений. В настоящее время приведённый вид токоограничения в мире не рассматривался. Таким образом, ВТСП трансформатор позволяет совмести два важнейших электрических процесса, трансформацию напряжения и ограничение тока КЗ, в одном устройстве на основе одной диэлектрической среды, что позволит существенно повысить энергоэффективность электроэнергетических систем, поскольку в нормальных режимах активное сопротивление и потери будут равны нулю, а ограничивающее воздействие будет автоматически возникать только в момент возникновения сверхтока. Это позволяет считать, что поиск оптимальной конструкции этого совмещенного устройства является весьма актуальной и продуктивной задачей.