Энергетический институт имени Г. М. Кржижановского

Энергетический институт (ЭНИН) берёт своё начало в отделе энергетики Комиссии по изучению естественных производительных сил России (КЕПС)[1]. Институт организовал в 1930 году и более четверти века возглавлял академик Глеб Максимилианович Кржижановский — выдающийся учёный и общественный деятель, под руководством которого был разработан первый государственный план электрификации России (план ГОЭЛРО). Основное научное ядро института составили учёные-энергетики, участвовавшие в разработке этого плана, И. Г. Александров, К. А. Круг, Л. К. Рамзин, М. А. Шателен и др.

В 1930—1940-е годы в ЭНИН были выдвинуты и обоснованы основные идеи о создании Единой высоковольтной сети и Единой энергетической системы в стране, об экономической целесообразности создания крупных электростанций с мощными агрегатами, о создании систем централизованного теплоснабжения для крупных и средних городов; разработаны рациональные технологические схемы сжигания и использования низкокачественного твердого топлива в энергетике; предложены технические решения по использованию солнечной энергии; сформулированы основы теории подобия и создан ряд моделирующих устройств, которые нашли широкое применение при изучении паровых котлов, топок, печей, электрических машин, линий электропередачи, эксплуатации нефтяных месторождений, в химической технологии и др.; разработаны теоретические основы и даны практические рекомендации по защите энергетических и промышленных объектов от поражения молнией.

В период Великой Отечественной войны ЭНИН принимает активное участие в создании новых энергомощностей в тыловых районах страны, а также проводит комплекс работ по военно-оборонной тематике.

В 1950-е годы в ЭНИН проведены фундаментальные исследования по свойствам воды и водяного пара при сверхвысоких температурах и давлениях и обоснован переход (впервые в мире) на сверхкритические параметры пара при работе теплоэнергетических установок.

В 1960-е годы проводились работы по созданию ЕЭС СССР, решались задачи в области передачи энергии переменным током, автоматического регулирования частоты и мощности в объединённых энергосистемах, по созданию методов и аппаратуры для измерения потерь на корону на линиях высокого напряжения и разработаны практические критерии статической устойчивости энергетических систем. Работы по экспериментальному изучению и освоению жидких металлов с целью использования их в качестве теплоносителей нашли широкое применение в атомной энергетике.

В 1970—1980-е годы проведены работы по развитию электрификации страны и созданию перспективного электротехнического оборудования; совершенствованию методов преобразования тепловой энергии на базе традиционных источников и нетрадиционных способов производства энергии, в том числе солнечной и геотермальной; по энерготехнологической безотходной переработке низкокалорийных твердых топлив.

До 1961 года институт находился в ведении АН СССР, затем перешёл в ведение Министерства энергетики и электрификации СССР[2]. В 1993 году ЭНИН им. Г. М. Кржижановского был преобразован в открытое акционерное общество «Энергетический институт им. Г. М. Кржижановского».

ЭНИН один из первых начал проводить исследования по физическому и математическому моделированию процессов, происходящих в энергетических установках и системах. Исследования, проводимые в ЭНИНе, позволили разработать физико-химическую теорию горения углерода и провести математическое моделирование процессов горения твердого топлива, кинетики и гидродинамики пиролиза углей и сланцев.

Выполненные институтом фундаментальные, экспериментальные и теоретические исследования по физико-химическим внутрикотловым процессам, гидродинамике и теплопередаче при высоком давлении послужили научной основой для создания и освоения энергоблоков высокого закритического давления.

В 1990-е годы в ЭНИН проведены уникальные работы по исследованию воздействия тепловых электростанций на окружающую среду, разработана современная технология радиационно-химической очистки уходящих газов ТЭС от оксидов серы и азота, по изучению движения пылевоздушных и загрязнённых водяных потоков; разработаны схемы солнечной электростанции бинарного цикла на основе арсенид-галлиевого фотоэлектрического преобразователя и новые схемы геотермальных электростанций.

Результаты исследований теплообмена, термодинамики, газодинамики и физико-химических процессов в элементах энергетического оборудования стали важной составной частью нормативных и руководящих материалов и справочников и используются при создании и эксплуатации оборудования ТЭС и АЭС.

В последние годы ЭНИН проводит работы, связанные с проблемами развития и модернизации отрасли в рыночных условиях, по стратегии развития электроэнергетики страны на период до 2030 г. Разработаны новые технологии мирового уровня: экологически чистая энергетическая установка с каталитическим сжиганием топлива, трансформатор с аморфной сталью, первый в России и самый протяжённый в Европе высокотемпературный сверхпроводящий кабель. В настоящее время ведется работа по созданию первого в России сверхпроводящего трансформатора. Закончено изготовление опытно-промышленного образца фазоповоротного устройства с тиристорным коммутатором для выбранного объекта ЕНЭС. В 2012 г. на заседании Правительства РФ была рассмотрена и одобрена Программа модернизации электроэнергетики России на период до 2020 г., разработанная под руководством и участии ЭНИН им. Г. М. Кржижановского практически всеми ведущими научными организациями отрасли и Российской Академии Наук.

Работы, выполненные институтом, отмечены международными и государственными премиями, а также премиями РАН. За большие заслуги в развитии энергетики и электрификации страны в 1984 г. ЭНИН награждён орденом Трудового Красного Знамени. За последние восемь лет работы института удостоены двух премий Правительства РФ и высшей Международной премии «Глобальная Энергия».

Генеральный директор — Волков Эдуард Петрович, д. т. н., профессор, академик РАН. Родился в 1938 году. В 1961 году окончил Московский энергетический институт. С 1981 года возглавляет кафедру «Котельные установки и экология энергетики» в МЭИ. С 1986 года занимает должность директора ЭНИНа. В 1997 году избран членом-корреспондентом РАН, а в 2006 году — академиком РАН. Э. П. Волков является вице-президентом Международного московского энергетического клуба, членом руководства Европейского энергетического дома, а также председателем Комитета по вопросам возобновляемой энергии Всемирного энергетического совета. Лауреат премии «Глобальная энергия» 2008 года. Также лауреат Государственной премии СССР, премии Совета Министров СССР, дважды лауреат премии Правительства РФ, премии имени Г. М. Кржижановского РАН.

Первый заместитель Генерального директора, научный руководитель — Панфилов Дмитрий Иванович, д.т.н, профессор, академик АЭН РФ. Родился в 1948 году. В 1971 г. окончил Московский энергетический институт. В 1975 г. защитил кандидатскую диссертацию. В 1988 г. защитил докторскую диссертацию. С 1988 г. по 1999 г. возглавлял кафедру «Электротехники» в МИЭТ. С 1998 г. возглавляет кафедру «Промышленной электроники» в МЭИ. В 1993 г. избран академиком Академии Электротехнических наук РФ. В ОАО «ЭНИН» работает с 2011 года.

В институте в разное время работали крупнейшие учёные-энергетики, создатели научных школ. Это академики АН СССР[2]: Г. М. Кржижановский, А. В. Винтер, М. В. Кирпичёв, А. И. Леонтьев, Л. А. Мелентьев, В. Ф. Миткевич, М. А. Михеев, Л. Р. Нейман, В. И. Попков, Н. Д. Папалекси, М. А. Стырикович, А. А. Чернышёв, А. Е. Шейндлин, К. И. Шенфер; члены-корреспонденты АН СССР[2]: Б. К. Александров, И. С. Брук, В. И. Вейц, М. А. Великанов, Ю. Н. Вершинин, В. П. Вологдин, В. А. Голубцов, Д. Г. Жимерин, А. Ф. Костиков, К. А. Круг, Г. Н. Кружилин, Н. Я. Матюхин, Л. С. Папырин, А. С. Предводителев, Л. Н. Хитрин, А. Б. Чернышев, З. Ф. Чуханов; профессора В. С. Комельков, Д. А. Лабунцов, В. И. Левитов, И. М. Маркович, Г. В. Михневич, Д. В. Разевиг, И. С. Стекольников, Ю. Г. Толстов.

Здание института

1. Отделение перспектив развития электроэнергетики

• Лаборатория техники высоких напряжений
• Лаборатория эффективности и ценообразования в электроэнергетике
• Лаборатория электрических систем
• Лаборатория преобразовательной техники им. К. А. Круга
• Лаборатория информационно-измерительных и управляющих систем в электроэнергетике

2. Отделение технологий использования топлив и экологии энергетики

• Лаборатория технологий использования твердых топлив
• Лаборатория экологии энергетики

3. Отделение энергосбережения и нетрадиционной энергетики

• Лаборатория нетрадиционных возобновляемых источников энергии
• Лаборатория сверхпроводниковой техники и технологии

4. Отделение теплофизики и электрофизики

• Лаборатория математического моделирования электрофизических процессов
• Лаборатория теплообмена и химической термодинамики
• Лаборатория рабочих тел в энергетических циклах

5. Отделение обеспечения экспериментальных и наладочных работ

6. Центр организации труда в электроэнергетике (ЦОТэнерго)

• Отдел нормирования труда персонала генерирующих компаний
• Отдел нормирования труда персонала энергокомпаний
• Отдел организации и мотивации труда специалистов
• Отдел аттестации и сертификации рабочих мест

7. НПО «Импульсный пневмотранспорт»

Научно-вспомогательные отделы

• Отдел научно-технической информации и патентования
• Отдел информационно-вычислительных систем и технологий
• Научно-техническая библиотека
• Отдел международного научно-технического сотрудничества

Исследование проблем и разработка методов, средств и реальных Программ стратегического развития электроэнергетики России[4]

Для этих целей используется научно-методическая база, которая создавалась в ЭНИНе на протяжении многих лет и которая постоянно совершенствуется.

Эта база включает:

• Систему многосвязанных математических моделей для анализа переходных и установившихся режимов энергосистем при

моделировании различных элементов энергосистем (включая управляемые электропередачи) с различной степенью детализации;

• Методологию модального анализа и модального управления режимами энергосистем;
• Модели и методы расчёта установившихся режимов, в том числе с учётом изменения частоты, статических характеристик систем регулирования возбуждения и первичных двигателей генераторов;
• Модели и методы расчёта переходных процессов энергосистем;
• Модели и методы оптимизации режимов энергосистем;
• Модели и методы расчёта статической устойчивости энергосистем (как апериодической, так и с учётом самораскачивания);
• Модели и методы анализа и оптимизации надёжности энергосистем и их объединений;
• Модели и методы оптимизации развития генерирующих мощностей и межсистемных связей;
• Информационные базы генерирующих агрегатов и электрических сетей напряжением 220 кВ и выше, расчетные схемы замещения.

Для решения задач оптимального развития электроэнергетики страны и отдельных регионов институтом проводится ряд работ, включающих:

• Мониторинг текущего состояния электроэнергетики России;
• Анализ состояния и основных тенденций развития мировой энергетики;
• Прогноз спроса на электрическую и тепловую энергию и режимов электропотребления;
• Прогноз развития ресурсной базы электроэнергетики и цен на топливо;
• Анализ состояния и прогноз развития новых технологий в производстве, передаче и распределении электрической энергии;
• Прогноз направлений развития генерирующих мощностей, включая развитие атомной, тепловой и гидроэнергетики, развития нетрадиционных источников энергии, распределенной генерации;
• Выбор оптимальных решений по развитию структуры и размещению генерирующих мощностей;
• Прогноз направлений развития электрической сети и внешних связей ЕЭС России;
• Выбор оптимальных решений по развитию основной и распределительной электрической сети ЕЭС России и её внешних связей;
• Прогноз надёжности ЕЭС (ОЭС, энергосистем);
• Разработка перспективных балансов мощности и электроэнергии;
• Определение инвестиционных потребностей и прогноз цен на электроэнергию на оптовом и розничных рынках электроэнергии;
• Мониторинг развития электроэнергетического рынка России, общего электроэнергетического рынка стран СНГ и его интеграции с другими электроэнергетическими рынками на Евразийском континенте;
• Разработка планов-прогнозов развития энергетических компаний: генерирующих, сетевых, вертикально-интегрированных.

Программа модернизации электроэнергетики России до 2020 года

Под руководством и непосредственном участии ОАО «ЭНИН» группой ведущих научно-исследовательских и проектных институтов отрасли и институтов РАН при участии энергетических компаний и энергомашиностроительных заводов разработан проект Программы модернизации электроэнергетики России на период до 2020 г.[5]. Научный руководитель работы — Генеральный директор ОАО «ЭНИН», академик Волков Э. П.

Целью Программы является кардинальное обновление электроэнергетики России на базе отечественного и мирового опыта, преодоление нарастающего технологического отставания, морального и физического старения основных фондов, повышение надёжности энергоснабжения и энергетической безопасности страны и на этой основе снижение темпов роста тарифов на электрическую и тепловую энергию.

Основные задачи:

• замена технологий и оборудования при производстве, транспорте и распределении электроэнергии на наиболее передовые,

адекватные мировому уровню;

• разработка новых технологий, в том числе «прорывных», по всем направлениям электроэнергетической отрасли;
• подготовка и реализация демонстрационных проектов по созданным новым технологиям;
• модернизация отдельных узлов и оборудования электростанций и электрических сетей;
• оптимизация структуры генерирующих мощностей, включая увеличение доли маневренных ГТУ;
• создание эффективной системы управления функционированием и развитием ЕЭС и электроэнергетики страны в целом,

обеспечивающей минимизацию затрат и, соответственно, тарифов на электрическую и тепловую энергию.

Главным при реализации процесса модернизации электроэнергетики является использование серийного отечественного (лицензионного) оборудования и типовых проектных решений для снижения сроков проведения модернизации и сокращения объёма финансовых средств на её осуществление.

Программа модернизации электроэнергетики России на период до 2020 г. была представлена в Минэнерго РФ, и 27 сентября 2012 г. министр энергетики А. В. Новак доложил «Об основных мероприятиях модернизации Российской электроэнергетики до 2020 года» на заседании Правительства Российской Федерации.

Доклады и совещания на уровне правительства с участием ОАО «ЭНИН»

10.2012 г. Доклад на заседании Президентской Комиссии по топливно-энергетическому комплексу о проекте доктрины «Энергетической безопасности РФ».

12.2012 г. Одобрение Правительством РФ указанной «Программы модернизации электроэнергетики России на период до 2020 г.» подготовленной под руководством ОАО «ЭНИН».

04.2013 г. Доклад Генерального директора ОАО «ЭНИН» академика РАН Волкова Э. П. на совещании у Президента РФ «О стратегии развития Электросетевого комплекса РФ».

Методология и технологические основы разработки фазоповоротных устройств с тиристорным управлением

Фазоповоротные устройства (ФПУ) с тиристорным управлением — разработаны для магистральных электрических сетей ОАО «ФСК ЕЭС». ФПУ являются одним из видов устройств, обеспечивающих управление режимами работы ЕНЭС России.

Назначение:

• Направленное перераспределение потоков мощности в сложных замкнутых электрических сетях.
• Повышение пропускной способности электропередач переменного тока.
• Ограничение перегрузки электрических сетей низкого напряжения, шунтированных линиями высшего напряжения.
• Снижение транспортных потерь активной мощности.
• Демпфирование колебаний потоков мощности.

Система управления, регулирования и диагностики ФПУ разработана на основе микропроцессорной техники. Использование тиристорных ключей в регулировании поворота фаз выходного напряжения ФПУ обеспечивает высокую динамику процессов управления. В разработанных вариантах ФПУ применены тиристоры отечественного производства, изготовленные на Саранском заводе ОАО «Электровыпрямитель».

Преимущества ФПУ с тиристорным управлением:

• Высокое быстродействие (время переключения ступеней — не более 20 мс);
• Повышенная надёжность за счёт исключения механических РПН;
• Возможность демпфирования электромеханических колебаний энергосистемы.
• Высокая точность регулирования выходного напряжения.

В настоящее время в ЭНИНе разработаны ФПУ с тиристорным управлением в 2-х вариантах.

Особенности ФПУ:

• Для изменения фазы выходного напряжения пределах до ±20 эл.град. применено поперечное регулирование.
• Для изменения фазы выходного напряжения пределах до ±40 эл.град. применено продольно-поперечное регулирование.
• Система управления, регулирования, диагностики и защиты ФПУ реализована на микропроцессорной элементной базе.
• В разработанных вариантах ФПУ применены комплектующие изделия отечественного производства

Кислородный водный режим (КВР)

Разработанный в ЭНИН метод защиты стальных поверхностей труб водопарового тракта котлов основан на дозированном введении кислорода или кислородосодержащих пассивирующих реагентов в водопаровой тракт.

Метод применим на прямоточных котлах сверхкритического давления и на котлах докритического давления со 100%-ной конденсатоочисткой, имеющих подогреватели из нержавеющей стали.

Ввод кислорода приводит к образованию прочных защитных окисных плёнок на поверхности труб.

Метод обладает значительными преимуществами перед традиционными гидразинно-аммиачным и гидразинным водными режимами по эксплуатационным, экономическим и экологическим показателям.

КВР ЭФФЕКТИВНО ПРИМЕНЯЕТСЯ НА 95 % ЭНЕРГОБЛОКОВ ТЕПЛОВЫХ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЙ РОССИИ, А ТАКЖЕ ВО МНОГИХ ДРУГИХ СТРАНАХ.

Заинтересованные организации могут легко реализовать технологии КВР применительно к условиям конкретных объектов.

Работа отмечена Премией Совета Министров СССР.

Патентно-информационная деятельность

Многие общепризнанные в мире разработки института защищены охранными документами. Всего институт за время своего существования получил более 1400 отечественных авторских свидетельств и патентов; 230 иностранных патентов.

В настоящее время в институте имеется 58 действующих патентов РФ, причем институт осуществляет оформление заявок на изобретения (патенты и полезные модели) и сопровождение всей документации при проведении соответствующей государственной экспертизы.

К числу крупных достижений, защищённых охранными документами, можно отнести:

• установки для пиролизной переработки различных, в том числе низкосортных топлив (сланцев, бурых углей и отходов) и каталитического сжигания топлив,
• нейтрально-кислородный водный режим тепловых электростанций,
• сверхпроводящие кабельные линии с использованием явления высокотемпературной сверхпроводимости, ВТСП-трансформаторы и токоограничивающие устройства,
• электротехнические устройства для повышения надёжности и оптимизации высоковольтного оборудования и линий электропередач, в том числе по молниезащите;
• пионерские работы по солнечным и геотермальным ЭС, в том числе СЭС башенного типа и с другими концентраторами;
• двухконтурные ГеоТЭС с низкокипящим рабочим телом и др.

• Указом Президиума Верховного Совета СССР от 10 декабря 1984 г. ЭНИН награждён Орденом Трудового Красного Знамени
• Под руководством ОАО «ЭНИН» разработана концепция (основные положения) технической политики в электроэнергетике на период до 2030 г., а также проект Программы модернизации электроэнергетики России на период до 2020 г. (см. раздел «Деятельность»)
• Работы ЭНИН по проблемам развития электроэнергетики России были награждены Премией Г. М. Кржижановского Российской академии наук (2002 г.) и Премией Н. К. Байбакова Международной топливно-энергетической ассоциации (2004 г.). Эти работы вошли также составной частью в комплексный труд «Разработка и внедрение новых методов и технических средств для обеспечения оптимального функционирования и развития сложных энергосистем», удостоенной Премии Правительства РФ 2003 г. в области науки и техники (см. раздел «деятельность»).
• Работы ЭНИН по сланцам были отмечены Международной премией «Глобальная энергия» в 2008 г.
• 2011 г. — Диплом лауреата конкурса в номинации 100 лучших НИИ России. Золотая медаль лауреата.
• ЭНИН награждён в 2012 г. премией «Имя в науке» на «Встрече лидеров в Оксфорде» («Oxford Summit of Leaders»).
• 2012 г. ОАО «ЭНИН» награждён сертификатом «Международный стандарт качества». Сертификат Швейцарского института международных стандартов.
• 2013 г. ОАО «ЭНИН» награждён Сократовской Премией. Высшая награда Сократовского Комитета (г. Оксфорд, Великобритания).
• 2013 г. ОАО «ЭНИН» награждён «Национальной налоговой премией — 2013» с присуждением почётного звания «Добросовестный налогоплательщик».
• 2013 г., 29 октября Генеральный директор ОАО «ЭНИН» Эдуард Петрович Волков награждён орденом «За заслуги перед отечеством III степени».

Социальная политика

В институте работает первичная профсоюзная организация, действует Программа негосударственного пенсионного обеспечения. При профкоме работают социальная и культмассовая комиссии.

Социальная комиссия:

• решает вопросы обеспечения детей сотрудников института путевками на оздоровительный отдых;
• регулирует выплаты материальной помощи;
• осуществляет заказ и распределение билетов на праздничные мероприятия.

Дети сотрудников ежегодно получают приглашения на Новогодние представления и бесплатные новогодние подарки.

Культмассовая комиссия:

• организует для сотрудников автобусные экскурсии;
• осуществляет заказ билетов на концерты и в театры.

Подготовка кадров

В соответствии с профилем научной деятельности и установленной номенклатурой специальностей ОАО «ЭНИН» осуществляет подготовку научных кадров высшей квалификации через аспирантуру и соискательство.

Диссертационный совет института рассматривает диссертационные работы по следующим специальностям:

• 01.04.14 — Теплофизика и теоретическая теплотехника;
• 05.14.01 — Энергетические системы и комплексы.

30 сентября 2014 г. в ЭНИН успешно прошла защита кандидатской диссертации младшего научного сотрудника лаборатории теплообмена и химической термодинамики Шмелькова Юрия Борисовича на тему «Исследование теплофизических свойств химически реагирующих систем при высоких температурах». Научный руководитель д.т. н. Самуйлов Е. В.

В институте в настоящее время функционируют четыре научные школы[2], занимающие лидирующие позиции в России и мире:

1. Исследование проблем и разработка методов, средств и реальных Программ стратегического развития электроэнергетики России (см. раздел «Деятельность»).
2. Разработка технологий, конкретных устройств и их реализация по использованию низкосортных твердых топлив (сланца и угля).
3. Разработка электротехнических устройств и кабелей с использованием явления высокотемпературной сверхпроводимости.
4. Разработка теоретических основ, методологии и конкретных устройств молниезащиты.

Институт будет рад видеть в своём составе как опытных, так и молодых новых специалистов по этим указанным направлениям своей деятельности.

УТТ-3000

Разработка технологий, конкретных устройств и их реализация по использованию низкосортных твердых топлив (сланца и угля).

Разработанная в ЭНИН технология пиролиза твердых низкокалорийных топлив на установках типа УТТ, известная в мире под названием «Галотер», позволяет получать высококалорийные жидкое топливо и полукоксовый горючий газ. Технология «Галотер» является одной из самых эффективных в мировой практике технологий переработки сланцев методом пиролиза с использованием твердого теплоносителя. Само название технологии (процесса) «Галотер» это русское слово, состоящее из сокращений «Гал» (Галынкер Израиль Соломонович — сотрудник Энергетического института им. Г. М. Кржижановского, изобретатель основных положений технологии, приоритет от 29.12.1945 г.) и «тер» (термический характер процесса). Шаг за шагом — на лабораторных стендах института и опытно-промышленных и промышленных установках производительностью 2, 200, 500, 3000 т/сутки, созданных под научным руководством ЭНИНа в Эстонии, сотрудниками института велись исследования и разработки термической переработки сланцев, решались технические проблемы, совершенствовались технология и оборудование. В 1989 г. были запущены в работу обновлённые установки УТТ-3000. Они до сих пор входят в число крупнейших в мире и являются технологически наиболее эффективными. Сланцевые масла успешно применяются в качестве топлива в газотурбинных установках и котельных, а также как сырьё для приготовления масляного антисептика, косметологических и фармацевтических продуктов, дорожных битумов и других строительных материалов.

Сверх того, на установках могут утилизироваться отслужившие автомобильные шины (до 10 % от количества сланца), твердые и жидкие органические отходы.

Данная технология является наиболее эффективной из всех разработанных в мировой практике технологий получения искусственного топлива. Себестоимость получаемого масла может достигать $20-25 за баррель, что делает установки типа УТТ конкурентоспособными с нефтяными скважинами и таким образом открывает перспективу преодоления глобальной топливной проблемы 21-го века — сокращения рентабельных запасов нефти в мире.

Данная разработка удостоена высшей Международной энергетической Премии — «Глобальная энергия».

Рассматриваются возможности создания установок по пиролизу сланцев на месторождениях штата Юта (США) и «Ан-Надия» (Иордания).

Конструкция ВТСП кабеля ВТСПК-20/1500-01, 20 кВ, 1500 А, длиной 200 м

Разработка первого в России сверхпроводящего кабеля длиной 200 метров и сверхпроводящего трансформатора

Силовые кабельные линии с применением высокотемпературных сверхпроводниковых материалов (ВТСП) весьма перспективны для концентрированных электрических сетей крупных городов (мегаполисов), в том числе, для систем электроснабжения Москвы и Санкт-Петербурга.

В 2007—2012 гг. в ходе выполнения работ по созданию силовой электрической линии для распределительных сетей на базе ВТСП технологий [3] (Заказчик ОАО «ФСК ЕЭС», головной исполнитель — ОАО «ЭНИН им. Г. М. Кржижановского) разработаны и созданы:

• базовая технология производства силовых ВТСП кабелей для распределительных сетей (совместно с ОАО „ВНИИКП“);
• опытный образец силовой ВТСП кабельной линии (ВТСП КЛ) переменного тока длиной 200 м на напряжение 20 кВ, ток 1500 А;
• экспериментальный образец первой в мире автономной модульной высокоэффективной системы криогенного обеспечения ВТСП КЛ на жидком азоте с использованием турбомашин на неоне с газостатическими подшипниками холодопроизводительностью до 8 кВт (совместно с ФГБОУ ВПО МАИ (НИУ), который служит основой для создания опытно-промышленной системы криогенного обеспечения в составе силовой ВТСП КЛ;
• криогенные токовые вводы оригинальной конструкции с системой перегородок в полостях электроизоляторов, обеспечивающие снижение теплопритока при электрическом соединении токопроводящей жилы ВТСП силового кабеля, находящейся в низкотемпературной зоне, с электрической сетью.

Проведены испытания опытного образца первой в России и самой крупной в Европе силовой электрической ВТСП КЛ длиной 200 м. Результаты показали, что опытный образец силовой ВТСП КЛ соответствует техническим требованиям. Использование созданного опытного образца ВТСП КЛ с отечественной системой криогенного обеспечения предполагает их ввод в опытно-промышленную эксплуатацию на выбранном объекте.

СВЕРХПРОВОДЯЩИЕ ТРАНСФОРМАТОРЫ ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО НАЗНАЧЕНИЯ

В ЭНИН разработаны, изготовлены и испытаны сверхпроводящие трансформаторы тороидального, стержневого и электромашинного типа для энергетических систем переменного и постоянного тока, традиционного и сверхпроводникового исполнения. Модели СП трансформаторов с локализированным магнитным полем обладают токонесущей способностью в 8-10 раз выше, чем у аналогичных СП трансформаторов традиционного исполнения.

С появлением высокотемпературных сверхпроводников, работающих при температуре жидкого азота (77К), перспективы широкомасштабного применения СП трансформаторов значительно приблизились. ЭНИН, используя многолетний опыт в этой области, приступил к разработке ВТСП трансформатора мощностью 1000 кВА, напряжением 10 кВ с магнитопроводом из аморфной электротехнической стали отечественного производства. Такой трансформатор перспективен для отечественной электроэнергетики и промышленности.

Разработки сверхпроводящих трансформаторов как важнейших элементов энергетических систем и комплексов представляют собой новый этап развития силового электроэнергетического оборудования, обладающего уникальными эксплуатационными характеристиками. Потребность в таком оборудовании существует уже сейчас.

В настоящее время ЭНИН выполнил работы по созданию, изготовлению и испытанию в различных режимах работы макета силового трансформатора мощностью 10 кВА с обмотками из ВТСП провода второго поколения (ВТСП-2) и с магнитопроводом из аморфной электротехнической стали отечественного производства; разработал эскизный проект опытного образца ВТСП трансформатора мощностью 1000 кВА, напряжением 10 кВ с обмотками из ВТСП-2 и магнитопроводом из аморфной электротехнической стали.

Испытания макета ВТСП трансформатора мощностью 10 кВА прошли успешно и показали перспективность дальнейших работ в создании сильнотоковых, высокоэффективных, экономичных силовых трансформаторов энергетического назначения.

Молниезащита Останкинской телебашни

Разработка теоретических основ, методологии и конкретных устройств молниезащиты

ЭНИН выполнил большой объём научных исследований по физике длинной искры и молнии, которые тесно связаны с решением прикладных задач, направленных на совершенствование воздушной изоляции ВЛ и ПС, разработку эффективных средств защиты объектов современной техники от прямых ударов молнии и от её вторичных воздействий, включая грозовые перенапряжения различного происхождения.

Результаты исследований внедрены в следующие технические проекты и нормативные разработки:

• статистический метод расчёта ожидаемого числа прорывов молнии к защищаемому объекту;
• молниезащита и система заземления храма Христа Спасителя, Останкинской телебашни и комплекса Москва-Сити;
• испытания объектов на молниестойкость — методические основы полномасштабных испытаний электроэнергетических объектов при помощи мобильного испытательного комплекса;
• молниезащита летательных аппаратов — определение уровней опасной напряженности электрического поля грозовых облаков в тропосфере (контракт НАСА);
• анализ контуров заземления большой протяженности — система заземления АЭС в г. Бушер;
• расчётные компьютерные модели различных форм искрового разряда — разработка технических мероприятий по повышению молниестойкости аппаратуры контроля для таможенной службы РФ.

В настоящее время эффективно развиваются следующие прикладные направления:

• создание физических расчетных моделей пробоя газовой изоляции при перенапряжениях наносекундной длительности;
• исследование специфики растекания в грунте больших импульсных токов;
• разработка теории ориентировки молнии с целью анализа методов и средств активного воздействия на её траекторию;
• определение опасных электрических полей для летательных аппаратов в тропосфере;
• разработка средств и методов молниезащиты взрывоопасных объектов и объектов, выбрасывающих в атмосферу горючие газовые смеси;
• создание методических основ и программного обеспечения для расчёта средств молниезащиты, в том числе систем многократных молниеотводов и сложных контуров заземления;
• создание методических основ макетных и полномасштабных испытаний технических объектов на молниестойкость.

Научные исследования специалистов ЭНИН по физике длинной искры и молнии признаны как в России, так и за рубежом. Монографии на эту тему опубликованы в США и в Великобритании.

• enin.su — официальный сайт научно-исследовательского института
• Волков Э. П. Давайте фантазировать // Поиск. — 2010. — 10 сент.
• Волков Э. П. Мы вышли на мировой уровень // Энергополис. — 2010. — № 5.
• Волков Э. П. России не нужны потемкинские деревни // Энергополис. — 2010. — № 6.
• Волков Э. П. Реформа электроэнергетики — это реформа всей экономики // Энергополис. — 2008. — № 4.