超導(dǎo)電力裝置的特點及國際發(fā)展動態(tài)
　　隨著大城市用電負(fù)荷的日益增加，高壓架空線深入城市負(fù)荷中心又受到許多因素的影響。因此，往往需要采用地下電纜將電能輸往城市負(fù)荷中心。在這種情況下，采用高溫超導(dǎo)輸電電纜有明顯的優(yōu)勢，是解決大容量、低損耗輸電的一個重要途徑。但是，由于超導(dǎo)繞組必須運行在液氦或液氮溫區(qū)，同時又因超導(dǎo)繞組電流密度大，給電機的設(shè)計、制造和運行帶來一系列新的技術(shù)問題。例如，大電流密度和高磁場的超導(dǎo)電機繞組設(shè)計和電磁計算，超導(dǎo)繞組的阻尼屏蔽結(jié)構(gòu)，超導(dǎo)繞組的穩(wěn)定性和失超保護，超導(dǎo)繞組低溫容器的真空絕熱和密封技術(shù)，超導(dǎo)繞組冷卻技術(shù)，以及高速旋轉(zhuǎn)下冷卻介質(zhì)輸運技術(shù)等都需要研究和解決。
　　在超導(dǎo)電力裝置方面，國外研究開發(fā)的重點主要是高溫超導(dǎo)限電纜、高溫超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)儲能裝置、高溫超導(dǎo)變壓器、高溫超導(dǎo)電動機以及無功功率補償用的高溫超導(dǎo)同步發(fā)電機等。
　　1.高溫超導(dǎo)電纜
　　高溫超導(dǎo)電纜采用無阻和高電流密度的高溫超導(dǎo)材料作為載流導(dǎo)體，具有載流能力大、損耗低和體積小的優(yōu)點，其傳輸容量將比常規(guī)電纜高3~5倍，而電纜本體的焦耳熱損耗幾乎為零。雖然在交流運行狀態(tài)下，它也存在磁滯、渦流等損耗，即交流損耗，但超導(dǎo)電纜只要超過一定長度后，即使考慮到低溫冷卻和終端所需的電能消耗，其輸電損耗也將比常規(guī)電纜降低20%~70%。另外，高溫超導(dǎo)電纜是采用液氮作冷卻介質(zhì)，在結(jié)構(gòu)上還可以使其磁場集中在電纜內(nèi)部，從而防止對環(huán)境的污染。同時，液氮冷卻的高溫超導(dǎo)電纜不會有漏油污染環(huán)境和發(fā)生火災(zāi)的隱患。
　　迄今為止，所研制的超導(dǎo)同步發(fā)電機只是轉(zhuǎn)子勵磁繞組采用超導(dǎo)線圈，電機的定子繞組一般仍然采用常規(guī)的銅繞組。這是因為電機的定子繞組是在50Hz工頻下運行的，而超導(dǎo)體在交流運行條件下存在交流損耗。日本自1988年開始進行超導(dǎo)同步發(fā)電機研究，已研制出一臺勵磁繞組采用NbTi超導(dǎo)線繞制的70MVA超導(dǎo)同步發(fā)電機。這臺電機采用超臨界氦冷卻，并于1997年成功地進行了試驗。原計劃準(zhǔn)備在這基礎(chǔ)上進一步研制200MVA超導(dǎo)同步發(fā)電機，但至今未進行。

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