Leden 2007. Téma: Elektrotechnologie; Materiály a komponenty pro elektrotechniku Hybridní automobil Toyota Prius. Aktuální informace z legislativy. Jak utrhnout lokomotivě pastorek. Správná volba napětí žárovky.
při stavbě lodí nebo mořských vrtných plošinách
Supravodivé omezovače zkratového proudu
Vedle generátorů elektrické energie kabelů pro přenos energie lze použít supravodiče pro omezování proudů. Rezistivní supravodivý omezovač zapojuje obvodu zkratového proudu využívá přímo vlastnosti supravodivého materiálu. Proud omezen zejména reaktancí primárního vinutí. Současné supravodivé omezovače zatím mohou být použity jen při malých zkratových proudech rozvodech středního napětí. Nevýhodou jsou ztráty sekundárním obvodu důsledku střídavého magnetického pole; varianta cívkou supravodivým stíněním mezi vinutí cívky železné jádro vložen supravodivý štít, který supravodivém stavu zcela odstiňuje magnetické pole cívky. Přehled možností, kde silnoproudých rozvodech může obecně omezovač zkratového proudu uplatnit, uveden tab. 1a. Již při první vrcholové hodnotě zkratového proudu vzroste teplota supravodivého materiálu nad kritickou teplotu materiál přejde rezistivního stavu. Omezovače proudu však budou nutné pro samotnou ochranu supravodivých zařízení. Generátory HTS otevírají nové možnosti použití pro energetické pohonné systémy např. Během asi obvod rozpojí pomocným konvenčním spínačem zapojeným série, takže nedojde přílišnému ohřátí supravodiče, který asi během vychladne zase nabude svých supravodivých vlastností. Při poruše možné vytvořit malé síťové skupiny nízkou úrovní zkratového proudu. Indukční supravodivý omezovač lze realizovat dvojím způsobem: varianta transformátorem proudovém obvodu zapojen transformátor supravodivým sekundárním vedením, jehož obvodu pomocný konvenční spínač. Proto jsou dnes distribuční sítě budovány odolností proti zkratu, což sebou nese zvýšené materiální, tedy ekonomické náklady. Jmenovitý odpor sítě nesmí klesnout pod určitou hodnotu, což zase nedovoluje optimalizaci sítě vzhledem nutným provozním podmínkám, jako jsou ztráty vedení, vysoké spády napětí nebo možnost ovlivnění tvaru napěťové vlny. Tím zkratový proud omezí. Výhodou supravodivých omezovačů zkratového proudu skutečnost, srovnání konvenčními omezovači nevyžadují žádná zařízení pro detekci zkratového proudu. dovoluje budovat sítě velkým počtem obvodů, vyšší hustotou výkonu, větší flexibilitou sítě, vyšší bezpečností dodávky snižováním nákladů výzbroj. Jakmile při náběhu zkratového proudu vzroste teplota nad kritickou hodnotu Tk, stane sekundární vinutí rezistivním. Rozhodujícím problémem materiál. Při zkratu přejde štít normálního rezistivního stavu magnetické pole jím může prostupovat. Tím otevírají možnosti pro rozvoj využívání supravodivých omezovačů, které mohou pomoci toto dilema řešit. současných supravodivých materiálů zkratový proud potlačen čase pod ms. kapacity kW·h hovoří malých, kapacity kW·h velkých akumulátorech nebo také megaakumulátorech. tím jsou dále spojena velká dynamická tepelná namáhání všech prvků rozvodu. Zřejmé výhody zejména nutnost aplikace těchto omezovačů budoucích sítích hnacím motorem výzkumu mnoha zemích. Odpor omezovače počátku mění jen zvolna. Tím roste kvalita dodávané energie, redukují zkreslení síťového napětí důsledku působení zdrojů parazitních harmonických složek omezuje blikavý jev (flicker). Princip omezovače proudu tom, supravodič při vzrůstu teploty důsledku působení zkratového proudu nad kritickou hodnotu přejde normálního, rezistivního stavu. také kritické proudové hustoty jk. Zkratový proud omezen nárůstem impedance cívky. Vzniká tak základní rozpor, protože již malé poruchy budou způsobovat velké zkratové
Magnetické akumulátory elektrické energie
V popředí zájmu energetiky možnost akumulace elektrické energie supravodivých akumulátorech (označují SMES Superconducting Magnetic Energy Storage). přenosové sítě bude vyžadovat snižování vnitřního odporu, což ovšem znamená velké zkratové proudy velké zkratové výkony. Při vzniku poruchy čase začne protékat zkratový proud. Průběh naměřených elektrických veličin supravodivého omezovače zkratového proudu obr. Současné omezovače působí vždy vypínače, které jsou schopny přerušit např.
vznětový motor
generátor generátor plynová turbína
Obr. Zkratový proud působením supravodivého omezovače omezen asi Vývoj supravodivých omezovačů zkratového proudu pro využití praxi velkých sítích teprve začátcích. zkratové proudy teprve několika periodách.
28
ELEKTRO 1/2007
. Důležité potlačení vedlejších účinků měřicí řídicí systémy dotykové krokové napětí. supravodivé magnetické akumulátory elektrické energie dovolují. Kromě toho existuje možnost akumulace energie setrvačníkovým systémem supravodivými ložisky. Výsledek počítačové simulace, získané programem Netomac obr. Reverzibilita činnosti supravodivého omezovače umožňuje obnovu dodávky, jakmile poruchové místo odpojí. pojistky). 1b. Současné akumulátory energie nedovolují rychle absorbovat vydávat jalový činný výkon bez omezení ztrát. čase 0,55 vzroste teplota supravodiče nad kritickou hodnotu ten přejde normálního rezistivního stavu. Tyto omezovače pracují reverzibilně, automaticky
a není zapotřebí vyměňovat jejich pomocné prvky (např. Základem tohoto zařízení toroidní supravodivá cívka, kterou téměř beze ztrát protéká velký stejnosměrný proud. Laboratorně ověřují pouze vzorky prototypy. opětovném vychladnutí pod kritickou teplotu přechází materiál reverzibilně znovu supravodivého stavu.téma Elektrotechnologie; Materiály komponenty pro elektrotechniku
výkony síti. tomto případě využívají vlastnosti supravodivých materiálů spočívající změně elektrických parametrů důsledku překročení kritické teploty nebo kritické hodnoty magnetické indukce Bk, popř. vše bylo možné optimálně řešit využitím supravodivého omezovače proudu. Předností aplikace supravodivého omezovače zejména sítí velkým zkratovým výkonem je, silně potlačeno zpětné působení spotřebičů síť
