高温超导电缆发展及其应用概述

随着高温超导技术的发展,高温超导电缆已经在输电系统中有了实际应用。与传统电缆相比,高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、体积小、重量轻、可靠性高、节约资源、环境友好等优势,有望在未来电网发展中发挥重要作用。本文介绍了高温超导电缆的结构及特点、基本设计原理、传输电流与导体层电流分布及交流损耗等技术问题,并对高温超导电缆在交流和直流输电系统中的应用以及目前世界各国对高温超导电缆的研究及成果做了介绍。     

高温超导电缆技术探讨与应用

如今，人们对电能品质、对环境和用电量都提出了更高的要求，但由于传统导体具有电阻及损耗．这使得当电力输送功率增大时，不得不采用提高电压和加大导线截面的方法。这意味着大大增加了技术难度和成本。将高温超导技术应用于电力系统，使电力传输过程中无电阻损耗或接近零损耗，节能意义重大；并且能以较低的电压传送更大的功率．从而达到高效、节能、环保等相关要求。介绍了市场上已经出现并可用来制造高温超导电缆的几种超导线材及其高温超导电缆技术，分析了不同种类的超导电缆的结构和特点，总结了计算高温超导电缆导体层电流分配和高温超导电缆运行损耗的方法、高温超导电缆的发展状况，展望了高温超导电缆在未来电力系统中的应用。     

高温超导电缆——电力传输新材料

高温超导电缆是21世纪电力传输的新材料,高温超导电缆的应用将给电力传输带来革命性的变化。北京云电英纳超导电缆有限公司是国内首家研制生产高温超导电缆的企业,现已完成国内第一根完整4m高温超导电缆系统的研制和试验,标志着公司已基本掌握高温超导电缆的研制技术,为下一阶段研制30m超导电缆奠定了坚实的基础。     

浅析高温超导电缆在城市电网的应用前景

高温超导电缆具有不同于常规电缆的优越特性,已在国内外研制成功并在工程中实验和应用。介绍了高温超导体特性和高温超导电缆,简要分析了国内外高温超导电缆的研究进展、应用现状和项目实例,对高温超导电缆在城市电网的应用前景作了初步探讨。     

配电网高温超导电缆的工频参数分析

阐述了高温超导电缆的发展现状,重点介绍了35 kV及以下电压等级适用于配电网的高温超导电缆结构和基本性能。针对推荐使用的三相共容器和三相同轴型两种电缆结构进行了分析,构建了高温超导电缆模型。对比计算了不同结构高温超导电缆的电气特性,提出了相应的工频参数实用化计算方法,计算了电缆的工频参数。针对配电网条件下应用高温超导电缆的场景,仿真分析了实际应用过程中高温超导电缆的暂态电气特性。     

高温超导输电电缆的研究情况

介绍了当今研制的无损耗,大容量高温超导输电电缆的结构和性能。综述了其终端设备及世界各国的研制情况,并提出目前高温超导输电电缆在实际应用中存在的问题。     

高温超导电缆技术及发展概述

与常规输电电缆相比,高温超导电缆具有容量大、损耗低等优势,是解决人类能源与环境危机中一项重要的技术之一。目前高温超导电缆虽然无法达到商业化水平,但其稳定性、可靠性和经济性正逐步得到提高,并有望在未来应用于实际电力传输中。叙述了高温超导电缆在国内外的发展状况;系统介绍了高温超导电缆技术以及其各主要组成部分的功能与结构,并列举实例对一些关键技术进行了详细介绍;最后提出了高温超导电缆技术的发展方向。     

高温超导输电电缆的现状与发展

超导输电电缆具有截流能力大、损耗低和体积小的优点,是解决大容量、低损耗输电的一个重要途径。文章概括介绍了高温超导电缆的结构、电缆的损耗、低温冷却系统,以及中国科学院电工研究所等单位研制的75 m长高温超导电缆。文中还简要提出了高温超导电缆的应用领域和前景。     

高温超导电缆在城市地下输电系统应用的可行性研究

大城市有可能最先采用商业化运行高温超导电缆 ,用于城市地下交流输电系统。其主要应用目标是用于地下电缆工程改造 ,利用现有排管以高温超导电缆取代现有的常导电缆 ,增加地下电缆传输容量以及采用高温超导电缆将巨大电能 (1GVA以上 )输入到城市负荷中心。采用常导电力电缆传输 1GVA以上的电能进入中心城区 ,输电电压一般要求为 5 0 0 k V。在城市中心区不可能建设 5 0 0 k V变电站。 5 0 0 k V电缆线路所需的 5 0 0 k V大长度电缆和相应附件 ,目前尚未研制开发。采用高温超导电缆将有可能降低输电电压等级 ,可以采用 2 2 0 k V高温超导电缆将 1GVA以上的电能输入到城市负荷中心 ,满足特大型城市负荷中心供电需求。采用 110 k V高温超导电缆 ,亦有可能传输 1GVA左右电能。本文通过对交流高温超导电缆系列设计计算对额定电压 35 k V、110 k V、2 2 0 k V的高温超导电缆 ,按不同传输电流 (或传输容量 ) ,以高温超导电缆的传输效率 (损耗与传输容量比 )、高温超导电缆外径限值和超导导体绕制结构限制条件 ,确定高温超导电缆适用性界定条件 ,提出城市地下输电、配电系统用高温超导电缆可行方案。     

21世纪电力传输新材料高温超导电缆综述与展望

本文简要回顾了超导现象的发现及超导性研究和超导材料发展的历史 ,介绍了高温超导电缆的基本技术和国内外发展情况 ,对高温超导电缆的制造成本和运行费用进行了评估 ,并探讨了高温超导电缆在我国的应用前景 ,同时展望了高温超导电缆的应用给未来的输电系统可能带来的革命性变化     

高温超导电力电缆的发展

通过与常规电缆的比较,概述了高温超导电力电缆的应用优势,并介绍了高温超导电力电缆的发展过程,尤其是阶段的最新进展,最后展望了其发展方向。     

An over‐current withstanding design of superconducting power cables

In a design of HTS power cables, the over‐current withstanding design is very important. In a conventional case, when one of the 2‐circuit power cables failed, the other cable should transport the previous total power continuously. If we adopt this idea also in case of superconducting power cables, the rating current should be decided carefully. In this paper, the authors show a fundamental idea for a short‐time withstanding over‐current design of HTS power cables. © 2002 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 141(2): 34–40, 2002; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.10051     

高温超导电缆自动重合闸方案研究

高温超导电缆与传统电力电缆不同,外部短路故障产生的过电流可能导致高温超导电缆由于短时失超而被切除。鉴于高温超导电缆输送容量大,为了提高其供电可靠性和整个电网并列运行的稳定性,有必要增设自动重合闸装置。论证了采用高温超导电缆自动重合闸的重要性,阐述了高温超导电缆自动重合闸的设计原则,提出了一种基于超导电缆温升的自适应式重合闸配置方案,通过仿真计算,验证了所提方案的有效性。     

高温超导输电电缆的发展现状

高温超导(HTS)电缆具有低损耗、大容量、无污染等优点,是智能电网基础技术之一,已在电力系统中已受到越来越多的关注.笔者介绍了HTS电缆的结构、特点及性能优势,阐述了HTS电缆在国内外的研发概况,指出了HTS电缆的未来重点应用领域.在此基础上,指出了HTS电缆在智能电网中应用尚需解决的技术性、经济性及工程适用性等方面的...     

电力电缆局放电磁耦合高频传感器的研制

电力电缆现已广泛应用于输配电网,其绝缘状况关系到电网的安全运行。现评价电力电缆绝缘状况的主要手段是检测电缆的局部放电。局部放电脉冲放电电流大小一般都在微安级,属于高频小电流信号。首先以罗戈夫斯基线圈为原型,分析了电流传感器结构参数对传感器性能的影响。然后设计制作了高频磁芯电磁线圈、放大电路和滤波电路,并进行仿真和实验研究。验证了设计的线圈频带宽,信噪比高,获得了预期效果。     

适用于柔性直流电网的500 kV级直流电缆与架空线路并联运行控制及保护策略

高压直流电缆是跨海长距离输电和新能源并网的重要装备,高电压等级、高通流能力的直流电缆还处于研发阶段。为推进高压直流电缆研发,考验长期运行性能,依托国内某±500 kV柔性直流电网工程建立了直流电缆综合试验站。该柔性直流工程线路主要采用架空线,试验站位于其中一个换流站单极出线处,采用直流电缆与架空线路并联运行方式,其运行控制和保护配合复杂、可靠性要求极高,尚无工程经验可循。针对500 kV级直流电缆试验段与架空线路并联切换运行的接线方式,提出了试验站直流电缆监视和投入退出控制策略、故障保护策略以及过负荷运行控制保护策略。仿真试验结果证明,所提策略可保证直流电缆接入柔性直流电网后可靠运行。     

高温超导电缆监测与保护装置的研制

介绍了高温超导电缆监测与保护装置的研制情况。该装置采用AT96总线结构,以APCI工控机和数字信号处理器芯片为核心,硬件结构紧凑,可靠性高;综合采用了基于非电气量信号和电气量信号的保护策略,可以有效地保证超导电缆的安全运行;可以对超导电缆的运行状态进行全面的在线监测、记录与分析,为超导电缆的商业化运行积累了经验。该装置已通过静态和动态测试,目前已在云南普吉变电站投入运行。