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欧盟第二代高温超导材料在电网高压开关的应用研究

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  当今社会,高压电网规模愈来愈大,远距离输电日益普遍,普通输电线路固有的电阻不仅消耗大量宝贵的电能,而且大大降低输电线路末端电压,需要安装额外的增压设备。输电线路大量存在的高压开关不可或缺,主要作用过电流保护,当所保护线路出现“短路”时,自动切断故障线路,确保整个电网的正常运行。但是,高压开关的自有电阻和接触电阻,本身也是电网消耗电能和降低电压的主要“肇事者”之一。随着第二代高温超导材料愈发接近实际应用的现实,欧盟第七研发框架计划(FP7)提供270万欧元资助,总研发投入470万欧元,由欧盟6个成员国及联系国法国(总协调)、意大利、西班牙、德国、斯洛伐克和瑞士,电气设备工业界和科技界组成的欧洲ECCOFLOW研发团队。从2008年7月开始,致力于第二代高温超导材料在电网高压开关的应用研究,已取得实质性的科技成果。  

  研发团队根据电力运营商的严格标准要求,尽可能降低成本,采用第二代高温超导钇钡铜氧化物复合材料(YBCO,具体化学分子式为YBa2Cu3O7-d),优化设计开发出多层金属材料带状故障电流限制器(FCL),其中包括高温超导体YBCO带状夹层。结构设计成,当电流正常流动时对外表现出接近零电阻,而当过电流出现时“瞬间”自动变成强大的电流阻断器,达到切断故障线路的目标。高温超导YBCO高压开关被安置在一个密封的低温模块中,两头通过大气日常温度直接连接高压输电线路。  

  研发团队开发的创新型高温超导高压开关系列样机,在标准化研究尚未完成之前,尚需进行严格的安全性与可靠性试验验证。目前,研发团队已得到确认,准备在西班牙地中海的巴利阿里群岛(Balearic Islands)电网和斯洛伐克国家电网,进行为期一年“实战”演练。  

  

   

   

  (科技处 张志勤 吴鹏)