大力发展高电压、长距离、大容量高温超导输电的建议

高温超导输电有着一系列重要的优越性,作为一种具有重大前景的新技术,需要大力推动高温超导输电有关工作并进行统一规划和认真部署.本文提出建议将“高电压,长距离,大容量高温超导输电”作为国家重大专项列入国家计划.     

关于发展高温超导输电的建议

为解决我国日益突出的能源资源和负荷分布不均的矛盾,提高能源、环境和经济等综合利用效率,中国科学院学部于2011年12月设立了"高温超导输电"的咨询项目,力求前瞻思考和探讨高温超导输电的可行性并为国家发展此项前沿技术提供咨询意见。本项目在严陆光院士的主持下,组织20多位院士和专家,经过一年多的深入调研和研讨,形成了《关于发展高温超导输电的建议》咨询报告。报告分析了国内外高温超导输电技术发展和示范应用情况,认为高温超导输电具有大容量、低损耗、体积小、重量轻、系统可靠性高、节约资源、环境友好等优势,有望在我国未来电网发展中发挥重要作用。报告还针对我国相关技术和政策等方面的问题,提出了我国发展高温超导输电路线图和设立"高温超导输电"项目等政策建议。     

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与性能。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。     

高温超导交流输电电缆导体层电流分布研究

本文通过对高温超导输电电缆导体各层电磁平衡方程组的建立,结合高温超导材料的电磁特性,提出影响导体各层电流均匀分布的相关结构参数关系表达式。通过对这些结构参数组合的调整,提出了使导体各层电流均匀的原则和方法。拟合及有详试验表明,本文的研究原则和方法是可行的。     

引发输电技术革命的高温超导电缆

阐述了高温超导电缆具有可增加电网输送容量、降低损耗、降低输电成本、提高系统运行稳定性、节约能源和保护环境等优点,论述了发展超导电力技术是21世纪电力工业的高科技储备,以提高技术储备水平,提高效率和环境保护为目标,依靠我国自己的力量,加强自主开发,引进、消化、吸收国外成熟技术,实现跨越式发展,提高我国电力工业水平。     

大城市输电系统采用高温超导电缆的可行性

大城市应用高温超导电缆主要用于地下电缆工程改造，利用现有排管取代现有的常导电缆，增加地下电缆传输容量以及将1GVA以上电能输入城市负荷中心。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500kV，并需研制、开发500kV大长度电缆和相应附件。采用高温超导电缆有可能降低输电电压等级，以满足特大型城市负荷中心供电需求。通过对交流高温超导电缆系列计算．提出了城市输电系统采用220kV及以下电压等级的高温超导电缆，利用现有地下电缆工程设施增加传输容量以及代替常导电缆将1GVA以上电力传输进入中心城区的可行性。     

新电缆输电能力可提高百倍

日本著名电缆企业古河电工与日本新能源产业技术综合开发机构（NEDO）合作成功开发出超过铜质电缆输电能力100倍的高温超导电缆，成本与铜质电缆相差无几。该电缆已经完成约1500A的送电试验，将于2015年投放市场。该电缆的材料采用钇系金属，在镍板上涂上钇系材料薄膜做成线材，然后20层一组绕成电缆，试验 证明成功流过1459A电流。     

高温超导电缆技术的发展与应用

发达国家普遍认为，发展高温超导技术是电力行业在21世纪国际高技术竞争中保持尖端优势的关键所在。目前，高温超导电缆技术已经向实用化阶段发展，各国政府和相关部门已经在积极推进高温超导电缆的实用化和商品化工作。     

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。     

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。     

高温超导通信电缆

<正> 超导体内的物理过程许多金属在接近绝对零度(-273℃)时,具有超导特性,只要在超低温条件下,则导体电阻便有可能低于10~(-23)Ω.cm,即电阻比20℃时低10~(14)。     

我国首套高温超导电缆并网运行情况

高温超导电缆具有传输容量大、损耗低、无污染、占地空间小等优点,有助于解决城市电网中日益增长的电力需求问题.近年来高温超导电缆技术在中国取得了巨大的发展,文中介绍了已于2004年5月在云南普吉变电站并网运行的我国首套高温超导电缆系统的运行情况,包括电缆系统参数、电缆本体、终端、冷却系统、监测与保护系统等.这套高温超导电缆系统的成功并网运行意味着中国的高温超导电缆技术已向工业化生产迈出了重要的一步.     

二代高温超导电缆在电网中的应用前景

新能源变革背景下,超导输电技术将成为解决现有输电网络所面临挑战的主要方式之一。与传统电缆相比,超导电缆具有损耗低、容量大、重量轻、无火灾隐患和电磁污染等优点,为低损耗、大容量、高效率输电提供了有效途径。本文介绍了二代高温超导带材和电缆的基本结构及发展历程,结合目前的研究现状分析了二代高温超导电缆在输电系统中的应用前景。     

75m三相高温超导电缆调试并网

深圳市沃尔核材股份有限公司参与研制的国家“863”重大项目——75米三相交流高温超导电缆，在甘肃白银市顺利完成检测和调试，并成功并网。     

首条国产公里级高温超导电缆输电特性分析

针对大型城市用电需求不断增加导致的用电负荷密集与原有输电走廊狭小难扩展的矛盾,该文基于解析计算、数值计算和现场实测相结合的方法,以上海宝山城市工业园区启动的我国首条公里级高温超导电缆（35kV/2kA/1.15km）输电工程为计算对象,分析了超导电缆总体损耗及磁场特性,在线路回路数、输送容量、损耗、周围电磁环境影响方面与传统电缆及架空线路进行了深入比较。结果表明,超导电缆在解决电能大容量传输方面具有潜在的优势,输送容量120MVA分别需要超导电缆1回、常规电缆5回、架空线4回;在额定输送容量120MVA下,超导电缆总损耗分别为常规电缆、架空线的65.51%、28.92%;在传输电流2kA时的周围磁场分布,超导电缆、常规电缆、架空线外部最大磁场分别为0.25×10^-3、1.54、11.92mT。随着超导带材和制冷成本的降低,高温超导电缆具有广阔的实际应用前景。     

高温超导电缆展开全球竞争

据美国有关部门的市场预测表明,到2020年,全世界超导电缆应用的总市场将达到2440亿美元,高温超导电缆约占5%。届时,全世界现有总长约13万km的地下电缆将会被高温超导电力电缆所陆续取代。据了解,高温超导电缆采用价格低廉的液态氮作为冷却介质,其传输损耗仅占输电量的0.5%,比常     

10kA高温超导电缆系统绝缘

为确定10kA直流高温超导电缆(10kA超导电缆)本体和测控系统绝缘水平,讨论了其本体结构特点和电场分布特点以及绝缘水平的影响因素;对Pt100型铂电阻温度传感器进行了耐压、耐流试验;构建了由模型电缆和模拟测控回路组成的系统并对其进行耐压试验。结果表明温度传感器在5kV情况下耐压情况良好,但较大电流容易导致其损坏;高压下普通密封转换端子外壳对温度传感器针脚放电并导致传感器损坏,需设计专用密封端子。研究认为10kA超导电缆本体绝缘设计需适当提高绝缘耐压水平,测控系统浮电位设计满足10kA超导电缆工作状态下的测控需要,但测控系统绝缘设计中需防止产生因高压产生的局部放电电流加载于测量回路,10kA超导电缆系统集成后进行的系统耐压测试表明其绝缘系统满足运行要求。     

高温超导电缆保护研究

在高温超导电缆故障特征的研究基础上,依据高温超导电缆的结构特点,建立了超导电缆本体温度分布计算模型,在不同边界条件下分析了其稳态和暂态的温度变化情况;针对高温超导电缆在短路电流下的失超现象进行了深入研究,分析了绝热过程中温升、短路电流和时间之间的关系,进而提出了一套基于电气量信号和非电气量信号的高温超导电缆综合保护及其具体实现方案:非电气量保护、瞬时大电流失超保护和反时限热积累失超保护。基于该原理的保护装置已成功投运,运行效果良好。     

我国第一组实用型高温超导电缆并网运行

2001年7月,云南电网公司与北京英纳超导技术有限公司合作,组建了云电英纳超导电缆有限公司,着手研制中国第一组实用型的高温超导电缆。在国家有关方面的支持下,参加此项目的全体科研人员共同努力,使我国首次掌握了实用型高温超导电缆的设计、制造、安装和运行的技术,于 2004 年 4 月 19 日与云南电网并网运行,并获得了多项独立的知识产权。云南省电机工程学会供用电专业委员会参与了此项工作的现场设计。