超導(dǎo)電力裝置的特點(diǎn)及國(guó)際發(fā)展動(dòng)態(tài)
　　隨著大城市用電負(fù)荷的日益增加，高壓架空線(xiàn)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(shì)，是解決大容量、低損耗輸電的一個(gè)重要途徑。但是，由于超導(dǎo)繞組必須運(yùn)行在液氦或液氮溫區(qū)，同時(shí)又因超導(dǎo)繞組電流密度大，給電機(jī)的設(shè)計(jì)、制造和運(yùn)行帶來(lái)一系列新的技術(shù)問(wèn)題。例如，大電流密度和高磁場(chǎng)的超導(dǎo)電機(jī)繞組設(shè)計(jì)和電磁計(jì)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(hù)，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(yùn)技術(shù)等都需要研究和解決。
　　在超導(dǎo)電力裝置方面，國(guó)外研究開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)主要是高溫超導(dǎo)限電纜、高溫超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)儲(chǔ)能裝置、高溫超導(dǎo)變壓器、高溫超導(dǎo)電動(dòng)機(jī)以及無(wú)功功率補(bǔ)償用的高溫超導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)等。
　　1.高溫超導(dǎo)電纜
　　高溫超導(dǎo)電纜采用無(wú)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(diǎn)，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(yùn)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(guò)一定長(zhǎng)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(chǎng)集中在電纜內(nèi)部，從而防止對(duì)環(huán)境的污染。同時(shí)，液氮冷卻的高溫超導(dǎo)電纜不會(huì)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(jī)只是轉(zhuǎn)子勵(lì)磁繞組采用超導(dǎo)線(xiàn)圈，電機(jī)的定子繞組一般仍然采用常規(guī)的銅繞組。這是因?yàn)殡姍C(jī)的定子繞組是在50Hz工頻下運(yùn)行的，而超導(dǎo)體在交流運(yùn)行條件下存在交流損耗。日本自1988年開(kāi)始進(jìn)行超導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)研究，已研制出一臺(tái)勵(lì)磁繞組采用NbTi超導(dǎo)線(xiàn)繞制的70MVA超導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)。這臺(tái)電機(jī)采用超臨界氦冷卻，并于1997年成功地進(jìn)行了試驗(yàn)。原計(jì)劃準(zhǔn)備在這基礎(chǔ)上進(jìn)一步研制200MVA超導(dǎo)同步發(fā)電機(jī)，但至今未進(jìn)行。

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