电气百科：超导技术引领电气设备换代( 二 ) _知识百科

第一代和第二代高温超导材料各有优势。成本方面，目前第一代成本是第二代的三分之一，但第二代有潜力降至第一代以下。在应用领域方面，除了超导电机需要用第二代外，别的应用领域两种材料基本一致。
产业化是关键
实际上，超导技术的应用不仅局限于储能系统。在超导电缆、超导限流器方面也都获得一定程度发展。总体而言，超导电气设备能最大限度地减少损耗，达到电能的高效利用。
今年4月，能大幅度提高电网供电可靠性和安全性的我国首座超导变电站，在甘肃省白银市建成并安全运行。该变电站就集成了超导储能系统、超导限流器、超导变压器和三相交流高温超导电缆等多种新型超导电力装置。
有专家认为，超导技术真正实现产业化还需要较长时间。不过，业内也有不同观点。唐晓斌认为，超导技术目前已经进入产业化阶段。预计高温超导中超导限流器、超导滤波、超导储能将有可能最先获得应用。
高温超导电缆也是超导技术在电力领域应用的一个重要方面。它采用无阻和高电流密度的高温超导材料作为载流导体，具有载流能力大、损耗低和体积小的优点，相同截面积的超导电缆的传输容量将比常规电缆高3~5倍，而电缆本体的焦耳热损耗非常小。虽然在交流运行状态下，它也存在一定的损耗，但超导电缆只要超过一定长度后，即使考虑到低温冷却和终端所需的电能消耗，其输电损耗也将比常规电缆降低50%～70% 。
有专家曾计算过，以我国电网传输损耗约占发电容量的7%计算，如果全部采用超导电缆，则可以将电网的传输损耗减少到大约3.5%以下，效益显而易见。
三大问题待解
有专家告诉采访人员，目前常规电气设备和电力系统存在着自身的局限，这激发了业界对超导电气设备的试验和研发。
据介绍，我国电力系统的发展趋势是电力系统的容量越来越大，电网向超大规模方向发展。随着电网容量和规模的不断扩大，电力系统的短路容量越来越大，这对电力系统的安全稳定运行构成了很大的威胁。目前，在输电系统中尚无有效的限流设备。从电网的结构和运行方式入手来降低短路电流，其造价非常昂贵。超导电气设备在这方面则具有显著的优势。
有业内人士指出，常规电力系统的效率受到铜、铝等基本导电材料的限制，要进一步降低导电材料的自身耗电，难度很大。随着我国电力需求量的增大，网络的总损耗将进一步增大。这也需要超导技术来突破这一局限。
此外，常规电气设备占地面积大，而人口密集的大中城市正是负荷中心。随着电能需求不断增长，电网建设占地的需求量也随之增大。城市用地紧张和供电难的矛盾，同样也需要超导技术来破解。
目前，全国有多家科研院所在对超导电力技术进行攻坚，取得了可喜的成就。

如超导电缆从“九五”期间开始研究，已研制出多种类型的高温超导电缆。多种类型的超导电气设备都已研制出样机，一些产品进入示范试验运行阶段。不过，据采访人员了解，目前超导电力技术的应用和产业化方面，仍面临一些问题亟待解决。
中国科学院电工研究所专家表示，超导电力技术的应用和产业化面临三个方面的问题：一是超导材料的临界温度还有待提高；二是超导材料的价格还比较高，有的比常规材料高几十倍、上百倍；三是超导技术所应用的低温制冷系统的制备还比较复杂，且制冷机的免维护寿命较短。与此同时，超导电气装备的低温高电压绝缘技术、实时检测技术、集成技术、与常规系统的匹配协调运行等，也还需要进一步研究。