Сверхпроводниковые индуктивные накопители энергии (СПИН)

1. Для автономного подвижного состава

Назначение
Использование СПИН на автономном подвижном составе (тепловозы, дизель-поезда и т.п.) позволяет: снизить расход топлива и установленную мощность дизель-генераторного агрегата (или иного первичного теплового двигателя), повысить экологичность за счет организации работы дизель-генератора в неизменном и наиболее экономичном (с точки зрения потребления топлива) режиме – номинальном и обеспечить рекуперацию энергии торможения для последующего ее использования в тяговых режимах.

Разработка
Разработана конструкция и рассчитаны основные технические характеристики СПИН для тепловозов.

Основные технические характеристики СПИН различной энергоемкости

Конструкция СПИН энергоемкостью 100 МДж (Ф-образный вариант)

план	поперечное сечение

Разработана оригинальная схема силового преобразователя для встраивания СПИН в электрическую передачу мощности автономного локомотива.

Экспериментальные исследования:
Проведены испытания физической модели энергосиловой установки маневрового тепловоза со СПИН (в сотрудничестве со специалистами РНЦ «Курчатовский институт»).
Экспериментальны исследования подтвердили работоспособность и эффективность предложенных технических решений конструкций и алгоритмов функционирования.

Эффективность:
Использование бортового СПИН позволяет получить годовую экономию топлива: 30—35% — для маневрового тепловоза и 8—12% - для магистрального тепловоза; уменьшить установленную мощность дизель-генератора маневрового тепловоза и дизель-поезда по сравнению с базовой моделью в 2...3 раза.

2. Для систем электроснабжения тяговых и нетяговых потребителей

Назначение

• в системе тягового электроснабжения (на тяговых подстанциях — ТП): стабилизация напряжения на нагрузке (в контактной сети); стабилизация мощности (тока), потребляемой из системы внешнего электроснабжения; обеспечение рекуперации электроэнергии от электроподвижного состава через контактную сеть в СПИН;
• в системах электроснабжения нетяговых потребителей (центры управления перевозками, вычислительные центры, терминалы, логистические центры) — повышение качества электроэнергии за счет обеспечения бесперебойности питания и фильтрации помех питающей сети.

	г
Магнитная система СПИН на 30 МДж тороидальной конструкции с равномерным распределением энергии в объёме: а) форма магнитной системы СПИН; б) форма и в) разрез одного сектора магнитной системы; г) фото изготовленного сектора экспериментальный образца СПИН

Достоинства: отсутствие полей рассеяния, транспортабельность в железнодорожных габаритах, секционирование обмотки, косвенный способ охлаждения обмотки, возможность аварийного сброса энергии без использования балластных сопротивлений.

Разработаны оригинальные схемы силовых преобразователей для связи СПИН с системой тягового электроснабжения.

Разработка:
Разработана конструкция и рассчитаны основные технические характеристики СПИН для систем энергоснабжения тяговых и нетяговых потребителей.

Технические характеристики перспективных СПИН

Экспериментальные исследования:
В сотрудничестве со специалистами РНЦ «Курчатовский институт» и ФГУП ГНЦ РФ «ТРИНИТИ» по заданию ОАО «РЖД» изготовлен и испытан экспериментальный образец СПИН энергоёмкостью 1,5 МДж (0,42 кВт*ч) на постоянный ток до 10 кА при напряжении до 5 кВ.

Экспериментальные исследования подтвердили работоспособность и эффективность предложенных технических решений.

Эффективность:
Экономический эффект от применения СПИН достигается за счет: уменьшения затрат на покупку электроэнергии; снижения ущерба от перерывов электроснабжения и некачественного электроснабжения.

Научно-исследовательский и испытательный центр «Криотрансэнерго»
Руководитель - Носков В.Н.
nvn_nis@sci.rgups.ru, centrkte@rgups.ru