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超导技术在电工领域的应用

作者:pt游戏官网 发布时间:2020-10-26 02:01 点击数:

  超导技术在电工领域的应用_电力/水利_工程科技_专业资料。2 0 1 3 年第2 8 期 ( 总第 2 7 1 期 ) 悯离 聋 ( C u m N 0 _ 2 8 . 2 0 1 3 u l a t i v e t y N O.

  2 0 1 3 年第2 8 期 ( 总第 2 7 1 期 ) 悯离 聋 ( C u m N 0 _ 2 8 . 2 0 1 3 u l a t i v e t y N O. 2 7 1) 超 导技术在 电工领域 的应用 王 醒 东 ( 富通 集 团有 限公 司,浙 江 富阳 3 1 1 4 0 0) 摘 要 :2 O 世纪8 O 年代到9 0 年代期 间,高温超 导材料 的发现使 得其 工程化应 用成 为可能。 由于超导材料 及相关技术 在电力领域具有广阔的应用前景和市场价值 ,美国、日 本、韩国和中国等国都在积极参与该技术领域的开发,已 建立 了多条 示范线或 开发 了研 究模 型 ,超 导电缆、超 导变压 器以及超 导储 能飞轮等 众多模 型或样机 已问世 。 关键 词 :超 导 电缆 ;超导 变压 器;带材 ;钇 系;铋 系 中图分类 号 :T M2 6 文献 标识码 :A 文章编 号 :1 0 0 9 — 2 3 7 4( 2 0 1 3)2 8 — 0 0 4 3 — 0 3 1 9 8 6 年 ,由瑞 士I B M实 验室 的穆勒和 贝德诺兹 发现 的 前世 界 上最 长 的并 网运行 的超导 电缆 。该 条 电缆 以一代 铋 ( B i 一 2 2 2 3)系超 导带 材为超导层 ,预 计满负荷 运行 时 高温超导材 料 ( Hi g h T e mp e r a t u r e S u p e r c o n d u c t o r )给材料 和电工领域 注入 了一股新 的力量 。1 9 8 7 年至 1 9 9 3 年期 间 , 相继发现 了钇系 、铋 系 铊系和 汞系超导材料 ,临界转变 温度T c 也从9 2 K( 钇钡铜氧一 Y B a 2 C u O ,简 写YB C O)上升 可满 足3 0 万家庭 的用 电需 求 。 目前 ,由AMS C 提供 二代超 导带材 ,N e x a n s 承揽 的长 岛二期项 目正在 进行 。美 国还计 划用 超导 电缆 连接3 个 独立 电网 ,建造超 级变 电站 “ T r e s A mi g a s T M” ,二代 高温超导带材 由A MS C 提供 ,L s 电缆公 到1 3 0 K 以上 ( 汞钡铜氧 一 H g 2 B a 2 C % C u , O )。随后 ,研发焦 点主要集 中在高载 流能力超导带 材的开发上 ,以一代铋 系 ( 铋锶钙铜氧 ,B i : S r 2 C %C u 0 ,B i 一 2 2 2 3 )超导带材和二代 Y B C O 涂层 导体 最为典 型 。由于损耗 低 、载流能力 强 ,高 温超导材 料可用来制 造效率更高 、功率密度更 强的 电力器 件 ,如超 导储能装 置 、超强磁体 、超导 限流器 和超导变压 器等 。此 外 ,使用 高温超导材料 还具有无油 、漏 磁少等环 境优势 。 鉴于超 导材料及相关 技术在 电力 领域广 阔的应用前景 和市场价 值 ,美 国 、日本 、韩 国和 中国等 国都 在积极参 与 该技术领 域 的开发 ,已建立 了多条示范线或 开发 了研究模 型 ,如超 导 电缆 、超导变压器 和超导 电机等 。然而 ,超 导 司和N s x a n s 为该项 目 制造超导 电缆 。 2 0 1 3 年1 月 , 日本 新 能 源 产 业 技 术 综 合 开 发 机 构 ( N E D O) 开发 出新 型超导 电缆 ,可输送2 7 5 k V 的高压 电。 国内:2 0 1 3 年4 月 ,由中国科学 院电工研究所和河南中 孚实业股份有 限公 司联合开发 的3 6 0 m 长 ,载流能力 1 0 k A的 直流超 导 电缆通过科技 部验收 ,这 是 目前世界上载流 能力 最高 的直流超导 电缆 。 但从 目前 的开发情 况看 ,电缆 中采用的超导带材 主要 是B i 一 2 2 2 3 , A g 一代超导带材 ,二代Y B C O 超导带材应用于超 导 电缆示范线 中的实例还很少 ,相关 技术还不成熟 ;超 导 电缆示 范线 的成 功运行需解决大 量的技术难题 ,但仍 有很 多工作 要做 :电缆 通电过程 中的交流损耗仍然太 高 ,低 温 下 的介电绝缘技术 需要进一步 的了解 ,电缆接头 和终 端还 技术 的大规模应用仍 尚需时 日。 1 超导产品 1 . 1 超导电缆 超 导 电缆 载 流能 力强 、损耗 低 ,在 同样 的安装 条 件 下 ,占用体积更小 ,可用来 改造或替换现有 的地下 电缆。 近 几 年 ,超 导 电缆 相 关 项 目发 展 迅 速 。 国际 上 :2 0 0 6 年7 月2 0 日,3 5 0 m ̄ 、3 4 . 5 k V / 0 . 8 k A、三 相 处 于开发 的早期 阶段 ,安全性好 、可靠性高 的制冷 系统还 需要进一步证 明。 1 . 2 超导电机 效率 高 、性能好 以及 巨大 的市场潜力驱动着超导 电机 的 发 展 。 将 超 导 电 机 用 于 风 力 发 电 是 目前 发 展 的 趋 势 。 超导 电机重量轻 、紧凑性好 ,在风力发 电机 中特 别具 有优 交流超导电缆在美 国奥尔巴尼市挂 网运行 ,该项 目由D O E 资 助 ,美国S u p e r p o w e r z  ̄ } N承揽 , 日本住友 电工 ( S E I )和英国 氧气公 司 ( B O C)参与 。S E I 负责 了其 中3 2 0 m超导 电缆的制 造和安装 ( 该段以B i 一 2 2 2 3 带材为超导层 ),S u p e r p o w e r  ̄司 负责剩余3 0 m 超导


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