超導(dǎo)輸電技術(shù)的原理及比較優(yōu)勢
2015-07-06
超導(dǎo)輸電技術(shù)是利用高密度載流能力的超導(dǎo)材料發(fā)展起來的新型輸電技術(shù),超導(dǎo)輸電電纜主要由超導(dǎo)材料、絕緣材料和維持超導(dǎo)狀態(tài)的低溫容器構(gòu)成,圖1和圖2分別是常溫電絕緣和低溫電絕緣的超導(dǎo)輸電電纜的示意圖。
由于超導(dǎo)材料的載流能力可以達到100-1000A/mm2(大約是普通銅或鋁的載流能力的50-500倍),且其傳輸損耗幾乎為零(直流下的損耗為零,工頻下會有一定的交流損耗,約為0.1~0.3W/kA.m)。
因此,超導(dǎo)輸電技術(shù)具有顯著的優(yōu)勢,主要可歸納為:
(1)容量大。一回±800kV的超導(dǎo)直流輸電線路的傳輸電流可達10-50kA,輸送容量可達1600-8000萬千瓦,是普通特高壓直流輸電的2-10倍。
(2)損耗低。由于超導(dǎo)輸電系統(tǒng)幾乎沒有輸電損耗(交流輸電時存在一定的交流損耗),其損耗主要來自循環(huán)冷卻系統(tǒng)(對于交流輸電也是如此),因此其輸電總損耗可以降到常規(guī)電纜的25%~50%。
(3)體積小。由于載流密度高,超導(dǎo)輸電系統(tǒng)的安裝占地空間小,土地開挖和占用減少,征地需求小,使利用現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施敷設(shè)超導(dǎo)電纜成為可能。