我國(guó)首條自主研制新型超導(dǎo)電纜在深圳投入使用 直徑僅17.5厘米

近日，我國(guó)首條自主研制的新型超導(dǎo)電纜在深圳投入使用，這也是全球首個(gè)應(yīng)用于超大型城市中心區(qū)的超導(dǎo)電纜，標(biāo)志著我國(guó)已全面掌握新型超導(dǎo)電纜設(shè)計(jì)、制造、建設(shè)的關(guān)鍵核心技術(shù)。

該條新型超導(dǎo)電纜直徑僅17.5厘米、長(zhǎng)400米，輸電容量高達(dá)43兆伏安，相當(dāng)于可同時(shí)滿足4列時(shí)速350公里高鐵的用電需求，實(shí)現(xiàn)以5倍于常規(guī)電纜的輸電能力，為粵港澳大灣區(qū)第一高樓——深圳平安金融中心帶來(lái)高可靠性供電。

作為南方電網(wǎng)公司的重大科技專項(xiàng)，該工程是深入實(shí)施創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)發(fā)展戰(zhàn)略，推進(jìn)科技自立自強(qiáng)的有力舉措，不僅實(shí)現(xiàn)了關(guān)鍵裝備100%國(guó)產(chǎn)化，也將為全球解決超大型城市高負(fù)荷密度區(qū)域供電問(wèn)題提供新方案。

高溫超導(dǎo)輸電技術(shù)被譽(yù)為下一代電力傳輸戰(zhàn)略性技術(shù)，具有線損低、傳輸容量大、走廊占地小、環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)。該技術(shù)發(fā)揮超導(dǎo)材料的導(dǎo)電特性，讓電力在低壓輸送過(guò)程中的損耗幾乎為零。超導(dǎo)電纜傳輸容量遠(yuǎn)大于常規(guī)電纜，一條10千伏三相同軸高溫超導(dǎo)交流電纜的電能輸送能力比一條常規(guī)110千伏電纜還大，但輸電損耗僅是常規(guī)電纜的1/4到1/5，非常適用于高負(fù)荷密度區(qū)域供電。

近年來(lái)，全球范圍內(nèi)特大型城市中心區(qū)供電均面臨挑戰(zhàn)，城市中心區(qū)負(fù)荷需求持續(xù)增長(zhǎng)、能耗“雙降”要求逐年增強(qiáng)、城市走廊飽和、電網(wǎng)建設(shè)用地難等問(wèn)題逐年暴露。深圳是國(guó)內(nèi)電力負(fù)荷密度最大的城市，其中央商務(wù)區(qū)的負(fù)荷密度更是“高峰上的高峰”。該項(xiàng)目“一攬子”解決了高供電可靠性、高負(fù)荷密度、高電能質(zhì)量、土地資源受限的現(xiàn)實(shí)難題。

“如果采用現(xiàn)有的供電手段，要給福田中心區(qū)重要負(fù)荷、特別是新增負(fù)荷供好電，用常規(guī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)擴(kuò)容，在寸土寸金的深圳難度很大。”南方電網(wǎng)公司深圳供電局創(chuàng)新與數(shù)字化部總經(jīng)理呂志寧介紹，而10千伏超導(dǎo)電纜在滿足供電需求的同時(shí)，還可減少城市電網(wǎng)中高壓電纜的使用，簡(jiǎn)化電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，減少110千伏變電站的建設(shè)，可節(jié)省500平方米土地。

本次研制投產(chǎn)的超導(dǎo)電纜，采用三相同軸構(gòu)型，為結(jié)構(gòu)型式最緊湊、帶材用量最少、研發(fā)難度最大的超導(dǎo)電纜。項(xiàng)目攻關(guān)團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)4年時(shí)間，通過(guò)自主創(chuàng)新，在超導(dǎo)電纜系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)制造、國(guó)產(chǎn)大冷量GM制冷機(jī)研制等多項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)方面取得重大突破，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵裝備國(guó)產(chǎn)化，填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)技術(shù)空白。

超導(dǎo)電纜造價(jià)合理，才有可持續(xù)推廣的可能。據(jù)了解，超導(dǎo)帶材成本占整個(gè)超導(dǎo)電纜造價(jià)約50%，三相同軸超導(dǎo)電纜比其他構(gòu)型超導(dǎo)電纜節(jié)省近一半超導(dǎo)帶材。

此外，本次投運(yùn)的超導(dǎo)電纜，使用能在液氮環(huán)境冷卻(相比絕對(duì)零度高出70℃左右，故稱“高溫”)下的超導(dǎo)體代替常規(guī)的銅鋁導(dǎo)體來(lái)輸電。而液氮是一種制備較簡(jiǎn)單、價(jià)格較低廉的冷卻介質(zhì)，因此高溫超導(dǎo)就有了重要的應(yīng)用價(jià)值。為解決超導(dǎo)電纜低溫制冷裝備“卡脖子”問(wèn)題，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功研制出了全國(guó)首臺(tái)全國(guó)產(chǎn)化大冷量GM制冷機(jī)，并實(shí)現(xiàn)了制冷機(jī)在線“即插即用”，可讓超導(dǎo)電纜在零下200攝氏度的液氮環(huán)境下長(zhǎng)期維持高可靠運(yùn)行。

記者從南方電網(wǎng)公司創(chuàng)新管理部了解到，與常規(guī)技術(shù)相比，此次投產(chǎn)的高溫超導(dǎo)示范項(xiàng)目已基本上達(dá)到了經(jīng)濟(jì)上的平衡點(diǎn)，下一步，南方電網(wǎng)公司還將進(jìn)一步加大投入力度，積極推動(dòng)配網(wǎng)超導(dǎo)應(yīng)用的科研和示范工程建設(shè)。(黃雅熙 朱婷婷 冷迪 劉傳書)

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