苏州,一个古老而又充满活力的城市,近日再次引领了国内电力行业的新潮流。20日,国内首条高温超导低压直流电缆在江苏苏州并网投运,这一创新性的应用填补了我国在超导电缆低压直流系统的应用空白。
这条超级电缆由苏州吴江区政府、国网苏州供电公司和江苏永鼎股份有限公司三方联合启动建设,总长180米,连接起10千伏庞东直流中心站和泓晟塑胶科技(苏州)有限公司厂区直流配电房。尽管其导体截面积仅为90平方毫米,但它的输电能力却相当于20根常规电缆,同时导体损耗只有常规电缆的十分之一。
超导材料因其具有零电阻的特性,使得电力行业的广泛应用成为可能。如今,我国已在超导电缆应用方面有一些探索,但主要是交流超导电缆示范工程。然而,随着风电、光伏等新能源大量并网,以及以电动汽车为代表的直流负荷的快速发展,直流电网成为了新的研究方向。
文献数据显示,交流高温超导电缆的损耗在3%—4%,而直流超导电缆的损耗只有1%—2%。这意味着直流超导电缆与交流超导电缆相比,电网线损会进一步降低。中国电工技术学会超导技术专业委员会委员古宏伟教授介绍说:“直流超导输电技术的应用,为新型电力系统建设以及能源转型升级注入强劲动力。”
这条高温超导低压直流电缆的设计电压为±375伏,载流量为4500安。其导体截面积仅为90平方毫米,不到同电压等级下常规PVC铜芯电缆的一半,但它的输电能力却相当于20根常规电缆。同时,其导体损耗只有常规电缆的十分之一,在大幅提升输电能力的同时,能极大降低电能传输过程中的损耗。
据悉,该项目使用的钇钡铜氧(YBCO)第二代高温超导带材为国产化材料,实现了超导电缆系统核心材料的国产化。在结构上,该电缆在国内首次采用正负极同轴的方式,相当于2根电缆合二为一,是目前结构最紧凑的超导电缆。这种设计的好处是,相反的通流方向使得正负极产生的磁场相互抵消,实现完全磁场自屏蔽,从而消除对外电磁干扰,并且在故障状态下可兼具限流器作用,保护系统中其他电气设备,使电力系统更可靠。
这次高温超导低压直流电缆的投运是我国电力行业迈向绿色、高效、创新的重要一步。它不仅进一步降低了电网线损,也为新能源的大量并网和直流负荷的快速发展提供了新的解决方案。同时,这也是我国在超导材料和电力工程技术方面的突破性应用,展示了科技创新对于推动电力行业发展的巨大潜力。
展望未来,随着技术的进一步发展和应用领域的扩大,高温超导低压直流电缆将在更多的领域得到广泛应用。从电动汽车充电站到数据中心,从家庭用电到工业生产,都将受益于这一技术的普及和应用。苏州的这一创新实践也为全球电力行业的发展提供了新的思路和方向。
总的来说,高温超导低压直流电缆的投运是我国电力行业的一次重大突破。它预示着一种更加绿色、高效、创新的电力未来正在向我们走来。让我们期待这一新技术带来的更多惊喜和改变!
20根多少平方的常规电缆?不然不能凸显超导材料的特点