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「世界最长超导电缆近期正式应用于德国电网」意味着什么?

发布时间:2015-04-08 09:38:48浏览次数:1360次

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  这个问题我是绝对有资格来回答一下的。首先简单回答你的三个问题,然后稍作扩展,详细介绍一下本项目的基本情况以及对电网发展的意义。

 1. 这一新闻是否标志着超导技术已经准备好大规模应用于输电?只能说有望进入实用化应用阶段,但是距离大规模应用还有很长的路要走。

 2. 该技术目前稳定性、经济性如何?

  但就这条电缆来说,稳定性很好。从 2014 年 4 月 30 日并网通电以来,Ela 风暴来临时,停电了几分钟。

  经济性。这个要看怎么算了。KIT 进行技术经济分析后得到的结论是:以总净现值比较,10kV 超导电缆的总 NPV 比传统 110kV 系统低 9.2%,比传统 10kV 电缆系统高 6.8%,不过,考虑到占地,地下热、电兼容性和系统损耗等因素,10kV 高温超导电缆系统更有优势,具有技术经济可行性。

  3. 国内该领域进度如何?国内在该领域处于世界先进水平。至少和德国、日本、德国、韩国没差多少。我国先后并网运行了三条超导电缆。云南普吉一条,甘肃白银一条,河南巩义一条。其中,巩义的是超导直流电缆,电流达到了 10kA,是目前世界最大的。

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 下面以德国这条超导电缆为纲,介绍一些相关问题。

  埃森市(Essen City)位于德国鲁尔区腹地,人口大概有 57 万。鲁尔区曾经工业密集。出于这个历史的原因,埃森市的电网多是城市供电和工业供电两用综合网,存在 110 kV 和 10 kV 两种配电电压。随着全德经济结构调整,埃森市正在逐渐实现从工业城市到文化创新城市的转变。此外,该市的某些供电线路的服役期限将到。

  当地电力提供商莱茵集团德国公司(RWE Deutschland AG)组织卡尔斯鲁厄理工学院技术物理研究所、汉诺威大学、耐克森公司(Nexans)等单位开展了电网可选改造方案的技术经济分析。研究结果表明,中压改造方案更具经济性;考虑到损耗、占地以及地下管线相互影响等问题,中压高温超导电缆更具经济性。于是,RWE 选取了埃森市的一段待改造高压 110 kV 线路使用中压 10 kV 高温超导电缆予以替换。该高温超导电缆连接两个相距约1 km的变电站,传输容量40 MW,于 2014 年 4 月 30 日起并网。

  电网改造项目名称为 "Ampacity Project"。经技术经济论证确定中压高温超导交流电缆为最合适技术方案后,RWE 申报德国联邦经济和能源部的 " 环境友好、可靠、用得起的供电研究 " 项目,获得了 Projekttr ä ger J ü lich(PTJ)的 630 万欧元资助。另,RWE 等单位自筹 720 万欧元。项目总投资达到 1350 万欧元(当时约合 1710 万美元或 1.036 亿人民币)。KIT 主要负责解决相关科学技术问题,Nexans 主要负责超导电缆的制造。项目经费分配情况为:RWE 支配 780 万欧元,其中 440 万为自筹,用于中压超导电缆与超导电缆终端(420 万欧元)、超导限流器(180 万欧元)、制冷设备(50 万欧元)等的采购,工程施工和相关维护(70 万欧元)以及员工成本(60 万欧元)。Nexans Deutschland 支配 420 万欧元,Nexans Superconductor 支配 70 万欧元。KIT 支配 80 万欧元。项目的开发成本达到 280 万欧元,由 Nexans 集团赞助。

  Ampacity 超导电缆的安装位置:

  超导电缆长这个样子:

  首先可以明确,超导电缆由于采用了柔性杜瓦管,是可以折弯的,只是不能太大。三相是同心结构的,结构十分紧凑,并且对外没有电磁场。超导电缆的外径,忘了具体数据,貌似也就在100mm 左右吧。

  这条超导电缆的损耗,经测定,在环境温度 77K、额定电流 2.3 kA 的工况下,三相的总交流损耗为5.2 W/m考虑到实际运行温度更低,交流损耗应小于 5.2 W/m。这个数值相比于常规的铜电缆,那是小很多的。

  RWE 表示,该高温超导电缆如果在两年的运行期内运行效果良好,可靠性能够达到 99.9%,那么两年后,也即 2016 年,将会选择埃森市的更多供电线路使用高温超导电缆进行改造升级。RWE 认为,该中压高温超导电缆项目为未来内城区电力供应提供全新的思路。在两年的运行期间,将监控并收集大量的运行数据,期间也会根据研究需要对系统进行参数调整和优化。

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  标题:「世界最长超导电缆近期正式应用于德国电网」意味着什么?  地址:http://www.cabhr.com/news/hangye/134255.html

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