超導(dǎo)電纜與常規(guī)電纜相比,具有明顯的優(yōu)勢:一是損耗低、節(jié)省能源。超導(dǎo)電纜采用在液氮汽化溫度下(約-196℃)無電阻地傳輸大電流,導(dǎo)體損耗不足常規(guī)電纜的1/10,加上制冷的能量損耗,其運行總損耗也僅為常規(guī)電纜的50%~60%;二是容量大。同樣截面的超導(dǎo)電纜的電流輸送能力是常規(guī)電纜的3~5倍;三是節(jié)約材料。具有同樣傳輸能力的超導(dǎo)電纜與常規(guī)電纜相比,使用較少的金屬和絕緣材料;四是無污染。超導(dǎo)電纜沒有造成環(huán)境污染的可能性,而充油常規(guī)電纜存在著漏油污染環(huán)境的危險;另外,超導(dǎo)電纜還具有低噪音的特性。
目前遠(yuǎn)程大容量電力輸送一般采用架空鋁裸線,大城市的輸電一般采用地下電纜,導(dǎo)體為銅線或鋁線。使用這些傳統(tǒng)的電線或電纜,電能在輸送過程中要損失5%~10%。為了減少電能在輸送過程中的損失,在長距離輸電時要盡量提高電壓,如采用500kV或750kV及以上超高壓線路。超高壓線路對輸電塔的絕緣瓷瓶和對空間使用有很高的要求,尤其是對線路終端附件的材料和制作技術(shù)要求更高,大大提高了超高壓線路的建設(shè)成本。目前我國還不能生產(chǎn)超高壓線路終端附件,進(jìn)口的超高壓線路終端附件十分昂貴。如果使用超導(dǎo)電纜,其交流阻抗僅為常規(guī)電纜的1/10,可以減少電網(wǎng)線損50%左右;超導(dǎo)電纜的應(yīng)用還將降低長距離輸電的系統(tǒng)電壓,系統(tǒng)其它設(shè)備總體的造價將隨之降低。
從長遠(yuǎn)來講,超導(dǎo)電纜的應(yīng)用還使長距離直流輸電技術(shù)變得容易和經(jīng)濟(jì)。用于直流輸電,超導(dǎo)電纜會使電網(wǎng)線損降低70%以上,顯示出更好的經(jīng)濟(jì)效益。由于超導(dǎo)電纜傳輸電力的能力是傳統(tǒng)常規(guī)電纜的3~5倍,所以使用超導(dǎo)電纜還可以節(jié)約輸電系統(tǒng)的占地面積和空間,節(jié)省大量寶貴的土地資源,相應(yīng)地保護(hù)了生態(tài)環(huán)境
中國第一組實用超導(dǎo)電纜的順利并網(wǎng)運行,表明我國超導(dǎo)電纜的技術(shù)已趨于成熟,對我國的電力系統(tǒng)的發(fā)展具有深遠(yuǎn)的影響。超導(dǎo)電纜在我國電網(wǎng)干線及輸電瓶頸線路的應(yīng)用將有利于提高電網(wǎng)的安全性和可靠性。在長距離大容量輸電時,超導(dǎo)電纜在系統(tǒng)綜合性能上具有無可比擬的優(yōu)勢,從長遠(yuǎn)上將根本解決我國“西電東送”等長距離大容量輸電問題。近期內(nèi)、高溫超導(dǎo)電纜在下面幾個方面有可能很快顯示出優(yōu)勢:
(1)城市密集居住區(qū),摩天大廈,常規(guī)電纜容量不夠,沒有更大電纜的空間;
(2)金屬冶煉設(shè)備等大電流、短距離、小空間的應(yīng)用中;
(3)電站和變電站內(nèi)大電流傳輸母線;
(4)電力需求迅猛發(fā)展的大城市,要求的供電容量不斷擴(kuò)大,由于城市的擁擠和開挖成本高昂,無法擴(kuò)大電纜鋪設(shè)范圍,借助超導(dǎo)電纜,可以在原有的管道內(nèi)更換,使供電容量提高3-5倍。
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