超导输电的现状与发展

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1、超导输电的现状与发展电气1312汤利文9号摘要：超导是一项尖端的技术，有所突破之后，对于人们来说会有非同一般的意义。而电的运输更是与我们的生活息息相关，有了超导技术的运用，输电将会变得极致高效。超导输电技术已逐步从实验走向生活，卓越的性能已被认可，具有良好的前景。关键词：高温超导电缆；原理；节能；发展引言：随着经济和社会的发展，人们对电能的需求量日益增长，使得电力系统各部分电气紧密连接，电力系统向更大规模方向发展，对电能品质和供电可靠性提出更高要求，对电气设备的环保要求和节能要求更严格。由于中国电力资源和

2、负荷分布不均，使得长距离输电成为必然。而电能在传输中的损耗成为急需解决的突出问题。据统计，传统电线或电缆受铜、铝等基本导电材料电导率限制，2007年中国在输变电过程中的损耗大约为7.5%（其中线路损耗约占70%左右）。为减少电能输变电过程中的损失，也需采用新型输电方式来实现资源节约型电能输送。作为智能电网基础技术之一，高温超导电缆采用具有很高传输电流密度的高温超导材料作为导体，其诸多优点已在电力工业中引起了越来越多的关注。使用了超导输电之后，那么就可以完全没有电能损失了，这样甚至可以取消目前普遍的高压传输

3、。使用了超导输电之后，那节省的电能相当于新建数十个大型发电厂。原理：在很低的温度下，物体的所有的电子速率降低，价电子运转在固定的平面上，达到临界温度，价和电子运转速率越来越低。核心习惯于常温下的核外电子快速运转，价和电子运转缓慢，造成了原子暂时缺失价电子的现象。核心就挪用相邻核心的价电子，相邻核心又挪用，所有的核心都向某一方向近邻挪用，于是就形成外层电子公用。这种核外层电子公用的状态就是物质的超导态，核外层电子处于公用的状态的物体就是超导体。通俗的讲，超导电缆的电阻非常小，而电缆在传输电能过程中主要的损耗

4、就是电阻造成的。精确的讲，超导电缆还有特殊的结构，因为在交流系统中的阻抗不仅仅是电阻，总的来说，超导电缆有极小的手体电阻和系统阻抗，以大大降低电能传输过程中的损耗。兩温超导电缆：英语全称High-TemperatureSuperconductingPowerCable，它由电缆芯、低温容器、终端和冷却系统四个部分组成。其中电缆芯是高温超导电缆的核心部分，包括骨架层、导体层、绝缘层和屏蔽层等主要部件。高温超导电缆是采用无阻的、能传输高电流密度的超导材料作为导电体并能传输大电流的一种电力设施，具有体积小、重量

5、轻、损耗低和传输容量大的优点，可以实现低损耗、高效率、大容量输电。高温超导电缆将首先应用于短距离传输电力的场合（如发电机到变压器、变电中心到变电站、地下变电站到城市电网端口）及电镀厂、发电厂和变电站等短距离传输大电流的场合，以及大型或超大型城市电力传输的场合。优势：超导电缆与常规电缆相比，具有明显的优势：一是损耗低、节省能源。超导电缆采用在液氮汽化温度下（约一196°C）无电阻地传输大电流，导体损耗不足常规电缆的1/10,加上制冷的能量损耗，其运行总损耗也仅为常规电缆的50%〜60%;二是容量大。同样截面

6、的超导电缆的电流输送能力是常规电缆的3〜5倍；三是节约材料。具有同样传输能力的超导电缆与常规电缆相比，使用较少的金属和绝緣材料；四是无污染。超导电缆没有造成环境污染的可能性，而充油常规电缆存在着漏油污染环境的危险；另外，超导电缆还具有低噪音的特性。从长远来讲，超导电缆的应用还使长距离直流输电技术变得容易和经济。用于直流输电，超导电缆会使电网线损降低70%以上，显示出更好的经济效益。由于超导电缆传输电力的能力是传统常规电缆的3〜5倍，所以使用超导电缆还可以节约输电系统的占地面积和空间，节省大量宝贵的土地资源

7、，相应地保护了生态环境。发展:据2000年美国应用超导会议预测，预计到2020年，全世界现有总长约13万公里的地下电缆将可能被高温超导电力电缆陆续取代。现阶段，高温超导技术在国外多应用于电力方面的超导电缆、超导电机、超导变压器、飞轮储能、限流器，美国、丹麦、德国、日本、中国、法国等国家正在研发高温超导电缆实用化技术。2002年美国能源部启动7个超手应用技术项目，其中有2个千米级水平的高温超导电缆项目，总投资1.17亿美元，2004年底完成；2002年韩国政府启动一个30米高温超导电缆项目，2004年底完成

8、。2008年4月22日，美国纽约长岛电力局(LIPA)和美国超导公司联合宣布世界上第一条高温超导电缆已于同日在商业电网中投入运行。纽约市已经宣布启动名称为ProjectHydra的计划，即九头蛇计划，其主要框架就是2010年启动的曼哈顿电网升级改造，它也将使用美国超导体公司开发的液氮冷却系统和超导电缆，以实现纽约电力体系更加可靠的运转。就美国而言，示范的商业化项目，其带头作用也是巨大的，它可能导致内爆效应，也可能成为改革时尚，