中 文 | ENGLISH
技术支持

超导概述

 

  人类在享受现代文明的同时,面临着日益严重的能源危机、资源危机。在被称为数字时代的今天,人们却依赖着为昨天设计的电力系统,唯一的变化是电缆越来越粗、机组越来越大。一方面,能源供应越来越紧张,另一方面,大量电能却被浪费在所使用的传统材料上。当前,我国电网的电能损耗约占总发电量的9%,其中90%左右是由电缆损耗的。到2010年,按预测的装机容量,中国在输配电网上将损失二到三个三峡电站的发电量;在美国,每年仅在输电线路上的损失就高达40亿美元。如果使用高温超导线材,不仅可以避免这些损失,而且可以节约大量的金属材料。

1、 超导与高温超导


  1911年,荷兰科学家昂尼斯(Onnes)发现,在液氦(4.2K)低温条件下水银的电阻突降为零。这种在低温条件下物质电阻突然消失的现象被称为超导现象,转变温度称为临界温度(Tc)。


1)低温超导材料

  低温超导材料的临界温度是绝对温度十几K以下,需要在液氦中工作。由于液氦及其制冷费用昂贵,低温超导材料的应用受到了很大的限制。目前商品化的低温超导线材主要有NbTi,Nb3Sn,主要用于核磁共振成像仪、加速器磁体等方面,全世界的市场有十多亿美元。


2)高温超导材料

  高温超导材料一般是指临界温度在绝对温度77K以上、电阻接近零的超导材料,通常可以在廉价的液氮(77K)制冷环境中使用,主要分为两种:钇钡铜氧(YBCO)和铋锶钙铜氧(BSCCO)。钇钡铜氧一般用于制备超导薄膜,应用在电子、通信等领域;铋锶钙铜氧主要用于线材的制造。 


2、铋系高温超导线材的产业化


  1986年高温超导材料被发现后,全世界投入数十亿美元的科研经费进行高温超导材料的产业化研究。经过一大批优秀科学家十多年的努力工作,在钇钡铜氧、铋锶钙铜氧等几种高温超导材料中,1997年首先实现了铋系高温超导线材产业化。这也是目前唯一产业化的高温超导材料。

3、高温超导线材的应用


  
高温超导线材具有损耗低、通电能力强(是相同截面积普通铜导线的100倍以上)等特点,其在应用领域的研究发展迅速。


(1)超导输电电缆:


  使用Bi系高温超导线材的高温超导电缆损耗低,不用绝缘油,没有环境污染,使用方式灵活,可以减少电力运行成本。高温超导电缆比常规电缆所传送的电力要高三到五倍(相同截面时),可以满足城市不断增长的电力需求。地下高温超导电缆在不能安装架空线路环境中可以代替架空线路。在特殊场合,原有常规地下电缆不能进行扩容时可以用高温超导电缆代替,封闭母线也适合于用高温超导电缆代替。

(2)超导变压器:


  使用Bi系高温超导线材的高温超导变压器具有非常小的耗损,不需变压器油,结构紧凑,重量小,噪音低,同时具有能源和环境效益,便于运输。超导变压器可以被安装在人口较为集中的市区和建筑物内以满足不断增加的电力需求。另外,高温超导变压器还可以具有故障限流功能,以保护系统设备及用电设备,并减少它们的故障损失,配合有载分接开关可以提高电压调节能力。没有变压器油,消除了火灾及环境污染的危险,因此特别适合于在不适合安装油浸变压器的地方使用,例如高密度城区及建筑物的内部。

(3)超导电动机:


  使用Bi系高温超导线材的高温超导电动机体积小、重量轻,效率可以超过 98%,与常规电动机相比损耗减少 50%,节省能源,从而减少消耗能源时产生的污染,并且可以降低生命周期成本。适于用作公用设施和工业市场中泵与风扇的驱动电动机(大于 1000 hp),如果舰船的推进装置使用高温超导电动机,则推进装置的体积将减小为原装置的五分之一,特别适合于舰船的电力推进装置。


(4)超导限流器:


  高温超导限流器是一种新型的电力设备,可用于限制故障电流。该装置被安装在输配电系统的关键位置(特别是用于高速增长和高密度地区电力公用事业及大型能源用户的系统),用作子回路快速断路器。它的应用将增强系统的安全性、可靠性,提高电能质量;可与现有保护装置兼容;最大可允许电流为可调的,这意味着更大的系统灵活性;推迟了输配电系统升级扩容的时间,也就减少了所需的资本投资。高温超导限流器可以提高公用电力系统的运行容量。常规限流器(如限流电抗器)给系统增加了额外的电抗,导致电力系统的电压不稳定,这使得系统中要增加电容来补偿。高温超导限流器没有电抗,因而也就不需要电容补偿,在无故障条件期间处于非“活动”状态。电力系统中安装了高温超导限流器后,可以减少或根本不需要断路器和熔断器。典型变压器上的故障电流比稳态电流高出10到20倍。限制故障电流的一个常规方法是使用更高额定值的电路断路器和电力熔断器。不仅更新电路断路器需要耗费大量资金成本,而且更新整个变电站总线系统也需要大量资金开销。通过正确的设计,高温超导限流器可以将故障电流限制为稳态电流的3到5倍以内,使得现有低额定值断路器和熔断器具有更大的灵活性。

(5)超导磁分离器:


  使用Bi系高温超导线材的高温超导磁分离器比常规磁分离器体积小,重量轻。需要的电能少,运行磁体的能源成本将减少 90% 以上。也就是说,高温超导磁分离器比常规磁分离器的效率高,运行费用少。可以产生比常规磁分离器更强的磁场和更大的磁场梯度,使数量众多的材料可以在较短的时间内被分离,还可分离很多稀释溶液中的材料。相当多工业领域将受益于高温超导技术所带来的高效分离能力,该技术将会对化学处理工业产生革命性的影响。

(6)超导磁共振成像(MRI):


  使用Bi系高温超导线材的磁共振成像装置的磁场强度高,磁场具有高度的均匀性和高度稳定性。与目前大量的低温超导核磁共振成像装置相比,其制冷剂和制冷设备相对简单、便宜。

(7)超导储能装置:


  使用Bi系高温超导线材的超导磁场能量储存装置可以长期保存储存的能量,能量密度大,体积小,不受场地限制,可节省送变电设备,减少送变电损耗,提高电能质量。目前世界上有多套商品化的超导储能装置,它还可以提供很高的瞬间能量。

(8)超导磁悬浮列车:


  使用Bi系高温超导线材的超导磁悬浮列车,悬浮间隙大,速度高,相对于低温超导的磁悬浮列车而言,制冷费用低,制冷设备简单。

(9)超导电磁推进系统:

  使用Bi系高温超导线材的超导电磁推进系统,其关键部件--高温超导磁体可以产生一个很强的磁场,使船舶不再需要螺旋浆,因此可以大大降低振动和噪声。


友情链接|网站地图|人才招聘 Innova Superconductor Technology Co.,Ltd. | 京ICP备09052826号-2
ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ȫѶ��ټ��� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� ����ʱʱ��ƽ̨������Ƶֱ�� 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 全讯网百家乐 重庆时时彩平台开奖视频直播 重庆时时彩平台开奖视频直播 重庆时时彩平台开奖视频直播 重庆时时彩平台开奖视频直播 重庆时时彩平台开奖视频直播 重庆时时彩平台开奖视频直播 重庆时时彩平台开奖视频直播