Эксπир
Регистрация / Вход

Исследования и разработки перспективных технологий и электротехнического оборудования для повышения пропускной способности, экономичности и надежности систем передачи электроэнергии

Стадии проекта
Предложение принято
Конкурс завершен
Проект закончен
Проект
02.526.12.6004
Организация
ФГУП ВЭИ
Руководитель работ
Ковалев Виктор Дмитриевич
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Внебюджетные средства
54 млн

Исследования и разработки новых технологий и электротехнического оборудования, обеспечивающих повышение управляемости, пропускной способности и надежности работы систем передачи электроэнергии, снижение потерь не менее, чем на 10%, улучшение массогабаритных характеристик электротехнического оборудования сверхвысокого напряжения не менее, чем на 20%.

Соисполнители

Организация
АО "ЭНЕРЪГИЯ + 21"
Организация
ФГУП"НПП Контакт"

Этапы проекта

1
27.07.2007 - 31.10.2007
1 НИР «Исследования перспективных технологий передачи электроэнергии и определение приоритетных направлений разработок нового электротехнического оборудования»
1.1 Проведен анализ научно-технической литературы и нормативно-технической документации. Сформулированы возможные направления решения задач, поставленных в техническом задании, и проведена их сравнительная оценка. Проведен анализ тенденций и перспектив развития электротехнического оборудования с учетом прогнозов внедрения новых технологий производства, передачи и распределения электроэнергии.
2 НИОКР «Разработка и создание пространственных конструкций полимерных изоляторов на напряжение 110-750 кВ с высокой электрической прочностью в условиях работы в районах с высокой загрязненностью, обеспечивающих создание компактных линий электропередачи и повышение пределов передаваемой мощности по ЛЭП не менее, чем на 20%».
2.1 Сделаны выбор и обоснование принятого направления исследований и способов решения поставленных задач. Проведены исследования электрической прочности новых изоляционных конструкций из полимерных изоляторов при воздействии переменного и постоянного напряжения. Созданы методы расчета пространственных конструкций полимерных изоляторов, проведено сопоставление экспериментальных данных с результатами расчетов. На предприятии-соисполнителе ЗАО «Энеръгия+21» изготовлены макеты многостержневого полимерного изолятора на напряжение 110 кВ.
3 НИОКР «Разработка и организация серийного производства унифицированного преобразовательного модуля на напряжение 12 кВ, ток 2,5 кА с оптоэлектрон-ным управлением
3.1 Проведено моделирование и макетирование преобразовательного модуля с оитоэлек-тронным управлением. Разработана структура управления системы регулирования модуля. Выбрана элементная база. Разработаны алгоритмы функционирования и программное обеспечение системы управления. Разработана программа испытаний макета модуля.Проведены исследования и разработка базовых конструктивно-технологических решений и топологии многослойных кремниевых структур тиристоров с оптическим управлением (фото тиристоров) и со встроенными элементами самозащиты от пробоев при неполном восстановлении чанирающих свойств, высоких скоростях нарастания напряжения и других критических режимах.
Разработана топологии и изготовлены варианты тестовых структур со встроенными элементами самозащиты. Выбраны варианты возможных решений. ___________
НИОКР «Разработка и создание вакуумного выключателя переменного тока на поминальное напряжение ПО кВ с увеличенным на 10% коммутационным ресурсом, повышенной надежностью при низких температурах, сниженными весо-габаритными показателями на 20%»________________________________________
Проведены исследования электрической прочности вакуумных промежутков и характеристик вакуумной дуги, а также исследование электрической прочности последовательно соединенных дугогасительных камер. Изучены распределения поля и плотно-
сти тока в межконтактном промежутке.__________________________________
НИР «Научно-организационное и методическое сопровождение патентования результатов интеллектуальной деятельности, полученных с привлечением средств федерального бюджета в рамках комплексного проекта»_______________________
Научно-организационное и методическое сопровождение проведения патентных исследований на уровень техники по темам 1, 2. 3, 4. а также патентных исследований
Развернуть
2
01.11.2007 - 31.12.2007
В рамках этой НИР выполнен анализ тенденций и перспектив развития электротехнического оборудования с учетом прогнозов внедрения новых технологий производства, передачи и распределения электроэнергии, в том числе малой, возобновляемой и нетрадиционной энергетики, а также технологий сверхпроводимости. Проведенный анализ позволил сформулировать возможные направления решения задач, поставленных в техническом задании.
Анализ тенденций и перспектив развития электротехнического оборудования применительно к технологиям производства электроэнергии показывает рост использования возобновляемых источников энергии (ВИЭ) в мире, который характеризуется ростом инвестиций в нетрадиционную энергетику, снижением себестоимости производства электроэнергии, совершенствованием технологий и характеристик используемого оборудования. Россия располагает всеми видами ресурсов ВИЭ, в отдельных отраслях достигнуты успехи, но имеющиеся возможности слабо используются главным образом из-за отсутствия стимулирования применения ВИЭ на государственном уровне. Основные направления исследований применительно к технологиям производства электроэнергии на базе ВИЭ (мини- и микро-гидроэлектростанции (ГЭС), ветроэлектростанции (ВЭС) и солнечные фотоэлектростанции (СФЭС) связаны с анализом существующих и перспективных технологий производства электроэнергии, компьютерным моделированием и исследованием влияния малых и нетрадиционных источников энергии на режимы энергосистемы, разработкой требований к устройствам, обеспечивающим интеграцию нетрадиционных источников энергии в единую энергосистему.
Развернуть
3
01.01.2008 - 31.07.2008
В результате выполнения этапа 3 НИР проведены разработка цифровых моделей и исследования характеристик перспективных устройств управления потоками мощности по ЛЭП, компьютерное моделирование и исследование влияния малых и нетрадиционных источников энергии на режимы энергосистемы, разработаны требования к устройствам, обеспечивающим интеграцию нетрадиционных источников энергии в единую энергосистему. Выполнено исследование характеристик ЛЭП постоянного и переменного тока с использованием сверхпроводящих кабелей и токоограничивающих устройств, определение их взаимосвязи и требований к оборудованию, разработана цифровая математическая модель и проведено исследование характеристик сверхпроводящей передачи постоянного тока на полностью управляемых вентилях, работающей на автономную нагрузку. Результаты НИР будут использованы при создании перспективного электротехнического оборудования нового поколения для передач постоянного и переменного тока повышенной пропускной способности, а также оборудования, обеспечивающего интеграцию нетрадиционных источников энергии в единую энергосистему.
На этапе 3 НИОКР 2 выполнены следующие работы:
Разработан комплект конструкторской документации и составлен проект ТУ на новый тип линейных полимерных изоляторов высокого напряжения. Изготовлена опытная партия образцов тонкостержневых линейных полимерных изоляторов на класс напряжения 110 кВ. Разработаны программа и методика проведения предварительных испытаний опытных образцов, в соответствии с которыми проведены электрические и механические испытания изготовленных изоляторов. Разработаны программа, методика и план–график проведения приемочных испытаний опытных образцов.
На этапе 3 НИОКР 3 разработаны основные конструкторско-технологические решения модуля. Проведена разработка комплекта рабочей технической документации, включающего КД, ТД и ЭД. Проведена метрологическая экспертиза КД. Разработаны программа и методики предварительных испытаний опытного образца модуля. Разработаны электрические принципиальные схемы системы регулирования модуля, изготовлен и налажен макетный образец системы регулирования модуля. Разработана конструкторская документация на стендовое испытательное оборудование. Проведено оснащение и опробование испытательного стенда для коммутационных испытаний модулей. Технический уровень разработанного модуля соответствует мировому научно-техническому уровню. Унифицированный модуль высоковольтного вентиля нового поколения предназначен для преобразовательных устройств систем передачи электроэнергии, выполненных на основе мощных высоковольтных тиристоров с оптическим управлением.
На третьем этапе НИОКР 4 проведен анализ существующих конструкций вакуумных выключателей высокого напряжения (до 170 кВ) и их сопоставление. Выбран оптимальный вариант конструкции вакуумного выключателя, определены его основные конструктивные параметры. Выбрана конструкция с двумя опорными колонками изоляторов в полюсе. Составлено техническое задание на разработку вакуумного выключателя на номинальное напряжение 110 кВ. По результатам испытаний была выполнена корректировка документации и конструкции и присвоена литера «О».
Разработаны программы и методики предварительных и приёмочных испытаний вакуумного выключателя на номинальное напряжение 110 кВ. Разработана рабочая технологическая документация на вакуумный выключатель и проведена технологическая подготовка производства. Составлен план технического перевооружения производства, утвержденный руководством завода ОАО «НПП «Контакт». Проведены работы по организации производства вакуумного выключателя на напряжение 110 кВ, изготовлена оснастка, необходимая для изготовления выключателя, разработан проект бизнес-плана.
В результате выполнения этапа 3 НИР 5 было проведено методическое сопровождение патентования результатов интеллектуальной деятельности. Проведены патентные исследования на технический уровень и на патентную чистоту в отношении Российской Федерации по вакуумному выключателю переменного тока на номинальное напряжение 110 кВ и по унифицированному преобразовательному модулю на напряжение 12 кВ, ток 2,5 кА с оптоэлектронным управлением - на патентную чистоту в отношении Российской Федерации. Оформлены две заявки на изобретения.
Развернуть
4
01.08.2008 - 31.10.2008
В результате выполнения этапа 4 НИР проведены теоретические и экспериментальные исследования технологий передачи и распределения электроэнергии переменным и постоянным током, включающие исследования перспективных устройств управления потоками мощности с учетом возможностей моделирования современных цифровых регуляторов и защит. Рассмотрены также технологии применения возобновляемых, малых и нетрадиционных источников энергии, включающие разработку цифровых моделей, компьютерное моделирование и исследование влияния малых и нетрадиционных источников энергии на режимы энергосистемы и разработку требований к устройствам, обеспечивающим интеграцию нетрадиционных источников энергии в единую энергосистему. Исследованы технологии применения сверхпроводимости в энергетике, включающие изучение характеристик ЛЭП постоянного и переменного тока с использованием сверхпроводящих кабелей и токоограничивающих устройств, определение их взаимосвязи и требований к оборудованию.
Проведено исследование режимов работы передачи постоянного тока на полностью управляемых вентилях и совместной работы ЛЭП постоянного тока и управляемых ЛЭП переменного тока с устройствами FACTS и системами управления и защиты.
Выполнено обобщение результатов предыдущих этапов работ по интеграции малых и нетрадиционных источников энергии в единую электрическую систему, по технологиям повышения пропускной способности и управляемости линий электропередачи и по применению сверхпроводимости в электроэнергетике.
Разработаны принципы построения единой электрической системы и интеграции в нее малых и нетрадиционных источников энергии на основе использования новых и перспективных технологий.
На этапе 4 НИОКР 2 «Разработка и создание пространственных конструкций полимерных изоляторов на напряжение 110-750 кВ с высокой электрической прочностью в условиях работы в районах с высокой загрязненностью, обеспечивающих создание компактных линий электропередачи и повышение пределов передаваемой мощности по ЛЭП не менее, чем на 20%» выполнены следующие работы:
Проведены приемочные испытания опытной партии тонкостержневых линейных полимерных изоляторов на классы напряжения 110 и 220 кВ. Выполнена корректировка конструкторской документации с присвоением литеры О по результатам приемочных испытаний опытной партии.


Организовано патентование результатов интеллектуальной деятельности. Оформлены заявки для патентной защиты новых видов электротехнического оборудования. Общее количество поданных заявок за 2008 г. составило 6 штук, в том числе за отчетный период – 4 штуки.
Развернуть

Программа

Программа "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007-2013 годы"

Программное мероприятие

2.6 Осуществление комплексных проектов, в том числе разработка конкурентоспособных технологий, предназначенных для последующей коммерциализации в области энергоэффективности, энергоснабжения и ядерной энергетики
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
18 млн
Организация
ФГБОУ ВО "НИУ "МЭИ"
профинансировано
Тема
Исследования и разработки перспективных технологий и электротехнического оборудования для повышения пропускной способности, экономичности и надежности систем передачи электроэнергии.
Продолжительность работ
2007 - 2008, 15 мес.
Бюджетные средства
100 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка технологических основ оперативной диагностики электротехнического оборудования
Продолжительность работ
2007 - 2008, 18 мес.
Бюджетные средства
36 млн
Количество заявок
8
Тема
Создание высокоинтегрированного энергосберегающего комплекса электротехнического оборудования для полностью автоматизированных необслуживаемых подстанций 110-220 кВ.
Продолжительность работ
2009 - 2011, 28 мес.
Бюджетные средства
90 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка оборудования для перевода на повышенное напряжение (20 кВ вместо 10 кВ) систем отбора и распределения электроэнергии из «большой энергетики» для зданий и сооружений.
Продолжительность работ
2009 - 2010, 17 мес.
Бюджетные средства
12 млн
Количество заявок
1
Тема
Разработка алгоритмов управления передачи и распределения электрической энергии в интеллектуальной распределительной электрической сети
Продолжительность работ
2013, 2 мес.
Бюджетные средства
20 млн
Количество заявок
21