摘要:

超導電力技術涉及物理學、電氣工程、材料科學等大量的新學科，目前，超導電力技術開始日益成熟，在各類電力裝備中得到了推廣與應用。利用這一技術，可以有效解決傳統(tǒng)技術模式的不足，對于提高電器設備的工作效率有著積極的意義。針對超導電力技術的研發(fā)問題進行分析。
 

關鍵詞:

超導電力技術;研發(fā)問題;分析
 

0引言

超導現(xiàn)象是荷蘭物理學家海克－卡末林－昂內(nèi)斯在1911年發(fā)現(xiàn)的，即將汞冷卻到－268．98℃，其電阻會立刻消失。在此后的研究中他發(fā)現(xiàn)有很多的金屬和合金與汞有一樣的特性，即在低溫時就會失去電阻。在100多年的發(fā)展以來，超導電力技術已經(jīng)有了進一步的發(fā)展，在電力行業(yè)得到了廣泛研究與應用。
 

1超導電力技術的現(xiàn)狀
 

1．1國外研究情況

美國、俄羅斯、日本、韓國等國家在超導電力技術的研究技術上名列前茅。同軸交流電纜和直流電纜，額定電壓分別為135kV和100kV，額定容量分別為1000和5000MVN，這是1985年美國國家實驗室研制出來的;1982年超導儲能系統(tǒng)也是其國家實驗室研制出的，在各類電力系統(tǒng)中得到了推廣和應用，這就表明，低頻干擾信號可以通過此系統(tǒng)進行調(diào)制，并且能夠達到消除電網(wǎng)低頻振蕩的效果;在1994年，日本成功研制出超導限流器，并在各個領域中得到推廣。
 

1．2國內(nèi)研究現(xiàn)狀

中國科學院電工研究所、清華大學、華中科大、中國電科院及北京云電英納超導電纜公司等是我國超導電力技術方面開展研究的先驅(qū)者。第一根高溫超導電纜是在1998年由我國的中科院研制出的，在1999年，我國成功研制出第一臺微型超導樣;2002年我國成功研制出新型高溫超導限流器;在2003年第一臺高溫超導變壓器問世，這標志著我國超導電力技術的研究進入了新的階段，截止到2015年年底，我國已經(jīng)成功研制出高溫超導流器、高溫超導電纜、高溫超導儲能系統(tǒng)等。
 

2超導電力技術的研究應用與發(fā)展方向
 

2．1超導電力技術的研究應用

超導電力技術的根本原理就是利用超導體在特殊情況下可以達到零電阻，在這一技術的支撐下，各個超導設備相繼研制成功，這一技術的應用范圍非常廣。以常見的超導限流器為例，超導限流器的功能主要有:檢測、觸發(fā)和限流，反應和恢復速度非常快。研制應用超導限流器的主要目的是保護電氣設備，提升供電的穩(wěn)定性。利用高溫超導電纜可以有效提升輸電密度，降低輸電損失量，更好適應城市用電的要求。此外，風能、太陽能這些新型能源雖然有著顯著的優(yōu)勢，但是也存在一些不足之處，穩(wěn)定性較差，在發(fā)展這些新型能源時，需要將其與電能儲存系統(tǒng)結合起來，這樣才能實現(xiàn)穩(wěn)定并網(wǎng)，為此，可以應用超導電機。超導電機容量高、損耗小、體積小、重量輕，與傳統(tǒng)電機相比，有著顯著的優(yōu)勢，尤其是在當今土地資源越來越緊迫，環(huán)境污染各方面壓力日益嚴重的背景下，其性能和優(yōu)勢已經(jīng)得到了人們的認可。
 

2．2超導電力技術的發(fā)展方向

在社會的發(fā)展下，世界上的石化資源逐年減少，環(huán)境壓力愈來愈烈，人口城市化進程不斷加快，在這一背景下，我們必須發(fā)展和研制新能源并網(wǎng)新技術，這也是社會快速發(fā)展的迫切要求。超導電力技術的優(yōu)點滿足了電力行業(yè)將來發(fā)展的需要，而且取得了很大的成績。超導電力技術最開始主要應用于配電系統(tǒng)，電壓等級偏低，輸電距離較短，這幾年來，超導電力技術已朝著輸電領域發(fā)展。而超導裝置的發(fā)展方向則是功能集成化方向，且超導電力技術的技術范圍也越來越多樣，可以滿足多元化的發(fā)展要求，在這一方面，我國已經(jīng)取得了突破性進展。此外，通過對超導電力技術的利用，可以解決各種新能源自身的間歇性和不穩(wěn)定性等不足，服務于電力行業(yè)，為解決能源危機開發(fā)出一條嶄新的道路。同時，超導直流輸電效率比超導交流的效率要高，困為其沒有交流時造成的損耗，并且在輸電等量下，直流比交流具有更高的性價比。中國和日本先后對超導直流輸電進行了實驗;2010年由日本中部大學建成了超導直流輸電電纜試驗線，長200m，電流2kA，而我國科學院電工所也應用超導直流輸電方式研究出傳輸距離為380m、額定電流10kA的直流輸電線纜，這些研究充分證明了超導直流輸電技術的高效性、可用性以及經(jīng)濟性，超導輸電向超導直流方向也被認為是今后的發(fā)展趨勢。
 

3結語

利用超導體零電阻特性發(fā)展起來的超導電力技術，具有良好的發(fā)展前景，它是一項具有革命性的前沿技術，超導電力工業(yè)也被美國能源部稱為21世紀唯一技術儲備。風力發(fā)動機由于受到重量和尺寸的限制，使其功能也受到影響，所以鑒于超導電機單機容量大、重量輕等優(yōu)勢，這一技術也將會成為未來風力發(fā)電機規(guī)模化的重要選擇。總而言之，超導電力技術有著獨特的優(yōu)點和優(yōu)勢，能夠滿足將來電網(wǎng)安全、電能質(zhì)量、可再生能源接入等方面的要求，在未來，這項技術必然會有新的突破。
 

參考文獻:

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［2］于朝清，吳達，任小梅，等．高溫超導材料及其應用概況［C］//第十九屆中國小電機技術研討會論文集，2014．

［3］龔偉志，張棟，洪輝，等．冷絕緣超導電纜的結構及技術簡介［J］．低溫物理學報，2012(3)．
 

作者:明昕玥 單位:成都石室中學