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电力百科|什么是高温超导电缆?高温超导电缆具备哪些优点?
来源: | 发布日期:2020-05-07 次 | 人气:277

由国家电网兴建的国内首条35千伏公里级高温超导电缆示范工程4月30日在上海开工。这是高温超导电缆输电技术在国内首次启动商业化应用。该项目核心技术国产化率达100%,预计将于2020年底建成投产,届时将成为世界上输送容量最大、距离最长、全商业化运行的35千伏超导电缆工程。


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。


高温超导电缆的传输损耗仅为传输功率的0.5%,比常规电缆5-8%的损耗要低得多。在重量、尺寸相同的情况下,与常规电力电缆相比,高温超导电缆的容量可提高3-5倍、损耗下降60%,可以明显地节约占地面积和空间,节省宝贵的土地资源。用高温超导电缆改装现有地下电缆系统,不但能将传输容量提高3倍以上,而且能将总费用降低20%。利用高温超导电缆还可以改变传统输电方式,采用低电压大电流传输电能。因此,高温超导电缆可以大大降低电力系统的损耗,提高电力系统的总效率,具有可观的经济效益。


1、市场需求


电线电缆行业统计资料表明,我国10千伏及以上交联聚乙烯绝缘电力电缆的年需求量约为10万公里,假如其总量的5%被高温超导电缆所取代,则高温超导电缆在我国每年的需求总量将会达到5000公里。


据预测,到2020年超导应用的全球市场将达到2440亿美元(约为15164亿人民币),高温超导电缆约占5%的份额。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。因此,高温超导电缆的市场前景非常广阔。


2、特点及应用


高温超导电缆适用于大容量高负荷密度的输电,一般认为CD绝缘高温超导电缆导体电流可以达到10kA或以上。与常规电缆相比较,CD高温超导电缆在相同传输容量条件下,具有电缆尺寸较小和传输电流大、输电容量大的优势,可以取代常规电缆,如充油电缆、交联聚乙烯(XLPE)绝缘电用于城市地下输电网,解决城域市地下电走廊拥挤无法敷设电缆线路的困难;或者利用现有地下电缆排管设施,用高温超导电缆取代现有常规电缆增加传输容量。这类高温超导电缆额定电压为35~10kV,传输电流至2kA或以上,传输容量至400MWA左右。高温超导电缆另一重要应用场合是采用高温超导电缆将特大传输容量(容量可达1000MAA以上)电力传输进入城市负荷中心。如果采用常规电缆将100MVA以上负荷传输进入城市负荷中心,必须采用额定电压500kV电缆,如500 KV XLPE电缆,并在中心城区或靠近区域建设500kV变电站,但变电站选址十分困难;若采用大长度500 KV XLPE电缆系统,所必需的高可靠性的500 KV XLPE连援接头仅有日本可以提供产品,内无法近期开发。采用特大传输容量的高温超导电缆,额定电压只需11kV,就可传输容量1000MW,CD绝缘的高温超导电缆将是常规500kV电缆最有竟争力的替代方案。

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