我國首條自主研製新型超導電纜在深投運

9月28日,我國首條自主研製的新型超導電纜在深圳投入使用,這也是全球首個應用於超大型城市中心區的超導電纜,標誌着我國已全面掌握新型超導電纜設計、製造、建設的關鍵核心技術。

該條新型超導電纜直徑僅17.5厘米、長400米,輸電容量高達43兆伏安,相當於可同時滿足4列時速350公里高鐵的用電需求,實現以5倍於常規電纜的輸電能力,為粵港澳大灣區第一高樓——深圳平安金融中心帶來高可靠性供電。

我國首條自主研製新型超導電纜在深投運

作為南方電網公司的重大科技專項,該工程實現了關鍵裝備100%國產化。高溫超導輸電技術具有線損低、傳輸容量大、走廊佔地小、環境友好等優點。該技術讓電力在低壓輸送過程中的損耗幾乎為零。超導電纜傳輸容量遠大於常規電纜,一條10千伏三相同軸高溫超導交流電纜的電能輸送能力比一條常規110千伏電纜還大,但輸電損耗僅是常規電纜的1/4到1/5。

深圳是國內電力負荷密度最大的城市,其中央商務區的負荷密度更是“高峰上的高峰”,該項目“一攬子”解決了高供電可靠性、高負荷密度、高電能質量、土地資源受限的現實難題。而10千伏超導電纜在滿足供電需求的同時,可減少城市電網中高壓電纜的使用,簡化電網結構,減少110千伏變電站的建設,可節省500平方米土地。

我國首條自主研製新型超導電纜在深投運

本次研製投產的超導電纜,採用三相同軸構型,為結構型式最緊湊、帶材用量最少、研發難度最大的超導電纜。項目攻關團隊歷經4年時間,通過自主創新,在超導電纜系統總體設計製造、國產大冷量GM制冷機研製等多項關鍵技術取得重大突破,實現關鍵裝備100%國產化,填補了國內技術空白。

超導電纜造價合理,才有可持續推廣的可能。據了解,超導帶材成本占整個超導電纜造價約50%,三相同軸超導電纜比其他構型超導電纜節省近一半超導帶材。

此外,本次投運的超導電纜,使用能在液氮環境冷卻(相比絕對零度高出70℃左右,故稱“高溫”)下的超導體代替常規的銅鋁導體來輸電。而液氮是一種製備較簡單、價格較低廉的冷卻介質,因此高溫超導就有重要的應用價值。為解決超導電纜低溫製冷裝備“卡脖子”問題,項目團隊全國首次成功研製全國產化大冷量GM制冷機,並實現了制冷機在線“即插即用”,可讓超導電纜在零下200度的液氮環境下長期維持高可靠運行。

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