深圳晚报 2021-09-28
深晚报道|我国首条自主研制的新型超导电缆在深投运
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9 月 28 日,我国首条自主研制的新型超导电缆在深圳投入使用,据介绍,这也是全球首个应用于超大型城市中心区的超导电缆,标志着我国已全面掌握新型超导电缆设计、制造、建设的关键核心技术。

记者从南方电网深圳供电局了解到,该条新型超导电缆直径仅 17.5 厘米、长 400 米,输电容量高达 43 兆伏安,相当于可同时满足 4 列时速 350 公里高铁的用电需求,实现以 5 倍于常规电缆的输电能力,为深圳平安金融中心带来高可靠性供电。作为南方电网公司的重大科技专项,该工程也将为全球解决超大型城市高负荷密度区域供电问题提供新方案。

相关负责人表示,高温超导输电技术被誉为下一代电力传输战略性技术,具有线损低、传输容量大、走廊占地小、环境友好等优点。该技术发挥超导材料的导电特性,让电力在低压输送过程中的损耗几乎为零。超导电缆传输容量远大于常规电缆,一条 10 千伏三相同轴高温超导交流电缆的电能输送能力比一条常规 110 千伏电缆还大,但输电损耗仅是常规电缆的 1/4 到 1/5,非常适用于高负荷密度区域供电。

近年来,全球范围内特大型城市中心区供电均面临挑战,城市中心区负荷需求持续增长、能耗 " 双降 " 要求逐年增强、城市走廊饱和、电网建设用地难等问题逐年暴露。深圳是国内电力负荷密度最大的城市,其中央商务区的负荷密度更是 " 高峰上的高峰 ",该项目 " 一揽子 " 解决了高供电可靠性、高负荷密度、高电能质量、土地资源受限的现实难题。

" 如果采用现有的供电手段,要给福田中心区重要负荷、特别是新增负荷供好电,用常规技术实现扩容,在寸土寸金的深圳难度很大。" 南方电网深圳供电局创新与数字化部总经理吕志宁介绍,而 10 千伏超导电缆在满足供电需求的同时,可减少城市电网中高压电缆的使用,简化电网结构,减少 110 千伏变电站的建设,可节省 500 平方米土地。

▲深圳中调值班员正在进行超导电缆的送电操作。

本次研制投产的超导电缆,采用三相同轴构型,为结构型式最紧凑、带材用量最少、研发难度最大的超导电缆。项目攻关团队历经 4 年时间,通过自主创新,在超导电缆系统总体设计制造、国产大冷量 GM 制冷机研制等多项关键技术取得重大突破,实现关键装备 100% 国产化,填补了国内技术空白。

超导电缆造价合理,才有可持续推广的可能。据了解,超导带材成本占整个超导电缆造价约 50%,三相同轴超导电缆比其他构型超导电缆节省近一半超导带材。

此外,本次投运的超导电缆,使用能在液氮环境冷却(相比绝对零度高出 70 ℃左右,故称 " 高温 ")下的超导体代替常规的铜铝导体来输电。而液氮是一种制备较简单、价格较低廉的冷却介质,因此高温超导就有重要的应用价值。为解决超导电缆低温制冷装备 " 卡脖子 " 问题,项目团队全国首次成功研制全国产化大冷量 GM 制冷机,并实现了制冷机在线 " 即插即用 ",可让超导电缆在零下 200 度的液氮环境下长期维持高可靠运行。

记者从南方电网公司创新管理部了解到,与常规技术相比,此次投产的高温超导示范项目已基本上达到了经济上的平衡点,下一步,南方电网公司还将进一步加大投入力度,积极推动配网超导应用的科研和示范工程的建设。

深圳晚报记者 袁晔 通讯员 黄雅熙 朱婷婷 冷迪

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