应用第2代高温超导体的冷绝缘超导电缆输电导体层间均流技术

冷绝缘高温超导电缆的导电层一般设计为多层结构以满足大电流载流特性,但伴随层数的增加,超导体上的集肤效应会引起电缆输电导体各层电流分布不均匀的问题,从而造成电缆损耗增加和传输性能下降。采用基于动态惯性权重因子的粒子群优化算法,提出了电缆导体层电流层间均流优化的设计方法。应用第2代高温超导材料钇钡铜氧涂层导体,通过建立超导电缆的等效电路模型,考虑电场、磁场等约束因素,对一根1km长,110kV/3kA等级的冷绝缘高温超导电缆进行优化设计,获得了电缆本体结构参数及输电导体层和屏蔽层的电流分布。比较优化前后层电流的结果可知,优化后超导电缆各导体层电流与平均电流相比最大不平衡率小于3.5%,各屏蔽层电流达到均布,较好地实现了电缆各导体层电流均匀分布的优化目标。最后,超导模型样缆载流特性实验也验证了优化设计方法的有效性。     

高温超导电缆优化设计现状与发展

介绍了高温超导电缆本体的基本结构,比较了国际上具有代表性的各个超导输电电缆的设计方案及其运行特性,探讨了优化算法在超导电缆导体层电流均布和电磁场优化设计中的应用.最后总结了电缆设计中的关键问题,并展望了高温超导电缆优化设计的发展方向.     

超导电缆及其应用

介绍超导电缆的基本结构和发展现状，并对5组并网运行的超导电缆系统作了性能比较，对我国第1组并网运行的超导电缆系统的组成、各部分的作用以及技术原理做了详细说明；并以该超导电缆为例，进行了超导电缆和传统电缆能量损耗的计算比较。     

南网高温超导电缆技术跃居世界前列

《大容量、35千伏级实用化超导电缆系统的研制及应用》是国家“863”专项，是高效、节能、环保输电的战略性和前瞻性高科技项目，项目首次使用了高温绝缘双层液氮循环冷却结构、导体混合式设计、积木式终端结构等创新技术，涵盖了电缆系统的设计、制造工艺和设备制造，拥有一套完整的超导电缆的自主知识产权，获得专利15项，其中发明专利11项，美国专利2项，形成了超导电缆系统安装、试验和运行维护的技术规范与标准，科技成果达到国际先进水平。该科技成果标志着我国在高温超导电缆研制技术方面跃居世界前列，并为更高容量的超导电缆以及其他超导设备的开发奠定了坚实的基础。[第一段]     

高温超导电缆发展的概况

本文首先讨论了超导体的基本概念、性能和种类 ,介绍了超导材料研究的进展情况、超导电缆的设计方案、结构和特性参数 ,并与普通电缆作了比较。文章最后报道了高温超导线材和导体的结构和特性参数     

我国低温系列超导电缆的应用

低温系列超导电缆是超导磁体系统的重要组成部分,其超导磁体线圈均采用CICC(Cable-In-Conduit Conductors管装电缆导体)或卢瑟福电缆等绕制而成。目前,ITER(International Thermo nuclear Experimental Reactor)装置、强磁场、加速器等大科学装置所采用的超导电缆都使用Nb Ti和Nb3Sn低温超导材料。我国通过自主研发,已掌握了低温系列超导电缆的关键技术。讨论了超导电缆的基本绞制参数,介绍了低温超导电缆的种类以及低温超导电缆的国内发展状况与应用。     

超导屏蔽对低温绝缘超导电缆运行性状的影响

从理论上证明三相系统用低温绝缘(CD)高温超导电缆在屏蔽层互联和特定敷设条件下可以达到屏蔽电流与导体电流量值相等、相位相反,实现屏蔽处无磁场的理想运行状态。可以用于CD绝缘超导电缆的结构和CD绝缘超导电缆线路电气参数的确定。     

氢电混输直流超导电缆研究进展及安全设计研究

超导氢电混合旨在实现液氢清洁能源和超导电力能源共同输运,不仅可以节约冷却成本,同时可以提升超导电缆通流能力,是实现超导电力大规模应用的有效技术手段。阐述了氢电混输直流超导电缆研究进展,对超导电缆在液氢环境下的混输结构设计方法进行了研究,并给出了安全设计原则与应急预案,为氢电混输直流超导电缆优化设计提供了参考。     

适用于公里级高温超导电缆的排管通道设计研究

针对即将实施的上海35 kV公里级超导电缆试验示范工程,对适用于公里级超导电缆的排管通道设计进行研究.首先分析了国内外已建的超导电缆工程中应用的超导电缆通道型式,随后着重针对上海示范工程中所应用的排管通道型式进行分析,研究从超导电缆特点出发,分析了超导电缆路径选择的制约点以及排管通道的断面设计.最后,考虑到超导电缆敷设...     

美国超导电缆工程

美国目前正在进行几项超导电缆工程。4年前已有1条超导电缆用于南方电缆公司的佐治亚制造厂供电，且其为羌人看守式运行。美国能源部（SOE）现资助5个超导电缆项目，涉及电缆和运行条件的设计。所有这5个项目都将在2006-2007年开始运行。电缆的试验基地设在纽约的长岛（138kV）、纽约的奥尔巴尼（34．5kV）和俄亥俄的哥伦布（15kV）。     

高温超导变压器关键技术

由于超导材料的无阻载流特性,其在超导电缆、超导限流器、超导变压器、超导储能、超导电机等超导电力装置中的应用引起人们极大兴趣。其中超导变压器具有体积小、重量轻、损耗低、无火灾隐患、无环境污染和低漏抗等特点。简要介绍了高温超导变压器基本结构,重点介绍了变压器研发过程中的关键技术问题,包括液氮和气氮低温绝缘特性、超导绕组损耗分析、电流引线设计、非金属低温容器设计等,为高温超导变压器的研发提供有用的参考。     

超导卢瑟福电缆的尺寸设计与制造工艺

介绍了超导卢瑟福电缆的尺寸设计要素及经验参数,描述了其独特的绞合、成型、定型等工艺要点。     

管内电缆导体仿真设计算法模型研究

现代超导聚变装置上的管内电缆导体(cable-in-conduit conductor,CICC)运行在大电流和快速变化电磁场中。导体的合理设计是其能否稳定运行的关键。工程上CICC的设计是一个多次尝试和优化的复杂烦琐过程。该文根据Stekly参数和空间电流密度,提出基于稳定性和交流损耗的新的导体设计思想,推导了关于CICC结构参数矩阵方程,建立了导体数值仿真设计模型,同时进行了导体的模拟设计。并将仿真设计结构与工程设计情况进行比较和分析,结果证明二者吻合较好,且该方法能减轻工作量和缩短设计周期。     

75m三相交流高温超导电缆的研制

成功研制的75m长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是目前世界上少数几组并入实际电网试验运行的三相交流高温超导电缆之一。超导电缆芯采用均流方法设计，在自主开发的专用绕线机上绕制；低温杜瓦管采用柔性波纹管和真空绝热结构；电缆的绝缘设计和加工实现了与常规电缆电绝缘工艺的兼容；低温制冷系统采用减压降温方式；在线监测系统采用光－电转换技术实现高电压隔离。该超导电缆的交流载流能力大于3500A，自2004年12月起，已累计在配电网中运行达7000h。     

超导电缆行业现状分析及市场前景预测

本文介绍了超导电缆材料性能以及较普通电缆在电力传输中的节能优越性，分析了我国超导电缆行业生产企业的现状，并与国际超导电缆的研发和生产企业进行了全面的比较对目前国内的超导电缆市场情况进行了分析，并对整个行业市场的前景作了预测。     

国际热核聚变装置用超导电缆绞缆过程控制

介绍了超导电缆结构,分析了超导电缆绞制过程中产生蛇形弯曲和外径不均匀的主要因素。非正规同向绞合的超导电缆是一种松散结构;绞制过程中,单根股线或子缆中存在的应力和放线张力不均匀是引起超导电缆产生蛇形弯曲的主要因素;绞合过程中各级子缆的排线和五级缆绞合时引起的扭转和变形以及分线的不均匀,是引起超导电缆蛇形弯曲的重要因素。通过合理配置各级缆绞合设备,控制绞制过程中收、放线张力,提升绞制设备的排线系统,改进不锈钢带绕包系统等措施,可有效防止超导电缆产生蛇形弯曲。     

超导电缆应用于铝厂节能的可靠性分析

针对电解铝厂节能降损的问题,设计了高温超导电缆整流系统的节能方案。为验证方案的可靠性,在PSCAD/EMTDC中搭建了整流系统的模型,针对超导电缆整流机组并联运行的启停操作和故障情况进行仿真。结果显示超导电缆整流设备的各种启动(退出)过程不会对原系统正常运行造成影响,超导电缆故障时可安全退出配电系统,不会对系统造成冲击。最后根据仿真结果提出了超导电缆系统改造时的注意事项。     

高温超导电缆的发展及应用前景

对超导现象的发现和超导线材的发展历程作简单回顾,介绍了高温超导电缆国内外的研究情况和高温超导电缆类别、特点、结构性能,并展望了其发展前景。     

公共供电网首次采用超导电缆

丹麦2001年5月28日投运的超导电缆是世界上迄今为止在公共电网上采电超导电缆向用户供电的首例。预计丹麦首都哥本哈根Amager区的大约15万户居民将得到这种新技术提供的电力。近15年来，超导技术有了长足的进展，发现了仅需-196℃氮冷却的超导材料。丹麦NKT技术集团自1980年开始投入研究，终于研制成功长30m、电压等级30kV、额定电流2kA的超导电缆。此次投运的超导电缆供电系统为3段30m长的超导电缆，由NKT电缆公司制造完成，在哥本哈根能源局（Copenhagen Energy）监督下进行全尺寸试验。试验在哥本哈根市公共供电网位于市中心的Amage…     

编织型同轴电缆的编织层参数与屏蔽特性的研究

研究了编织型同轴电缆编织层的结构参数与电缆屏蔽特性的关系，并在描述编织层结构的参数和描述电缆屏蔽特性的参数－表面转移阻抗之间建立了联系，同时作出了这些关系的二维及三维曲线，从而为编织型同轴电缆的设计、生产和使用提供帮助。