电工理论与新技术(3)-4

主要进展
美国1978-1983 BPA 30Mj超导储能系统电网行； 1987， ETM 1994 BWX：1.8GJ MJ小型超导储能产品：约10台 日本：480MJ，20KA/2Kv环型 中国：25Kj微型超导储能装置进行原理性试验
Wm = mv2/2 V = 100 m/s
重大突破: 1)高Tc超导磁浮轴承 2)碳纤维使v>1000m/s 3)真空运行
超导电力
超导电力应用的研究发展阶段
六十年代起，各国的超导电力研究发展计划集中在作为电网 六十年代起， 调峰及提高稳定性用的超导储能， 调峰及提高稳定性用的超导储能，采用超导激磁绕组的同步发 动机与单极电机和超导输电。 动机与单极电机和超导输电。 1983年 1983年，当将超导丝径降至小于微米时发现超导线可用于工 频交流，立即开始了一些超导工频电力装备的研究发展， 频交流，立即开始了一些超导工频电力装备的研究发展，包括 超导变压器， 超导变压器，超导故障限流器和定子绕组也是超导的全超导发 电机。 电机。 八十年代后期，发现了高临界温度超导体， 八十年代后期，发现了高临界温度超导体，使装备的运行温 度可由液氦温度（4.2K）提高到液氮温度（77K），研究发展 度可由液氦温度（4.2K 提高到液氮温度（77K），研究发展 工作集中在超导输电、超导故障限流器与超导变压器。 工作集中在超导输电、超导故障限流器与超导变压器。
Super G-M program of电缆
5）超导限流器
特点 1）正常时，阻抗为零，故障 时呈现一个大阻抗 2）集检测、触发和限流为一 体 3）反应和恢复速度快 4）对电网无副作用 对电力工业的作用与影响 1）提高电网的稳定性 2）改善供电可靠性 3）保护电器设备 4）降低建设成本和改造费用 5）增加电网的输送能量
主 要 进 展
产业化要善于选准目标，进行长期持续努力， 产业化要善于选准目标，进行长期持续努力， 有关工作已应开始。着眼于产业化，可以预期： 有关工作已应开始。着眼于产业化，可以预期：
微型超导储能装置已成为产品，其应用可望扩大，逐步形成 微型超导储能装置已成为产品，其应用可望扩大， 产业。 产业。 普遍认为，超导故障限流器有可能最早成为产品，得到较广 普遍认为，超导故障限流器有可能最早成为产品， 泛的应用。 泛的应用。 超导电缆的主要优势在于高电流密度与传输能力，可能在大 超导电缆的主要优势在于高电流密度与传输能力， 城市大容量供电中首先得到应用 。 超导变压器有着一系列明显的优点，温度变化小，寿命长， 超导变压器有着一系列明显的优点，温度变化小，寿命长， 无燃烧危险，绝缘好等， 无燃烧危险，绝缘好等，其应用决定于与现有变压器经济性能 的比较，需要认真论证分析与示范。 的比较，需要认真论证分析与示范。
主要内容
1) 2) 3) 4) 5) 超导储能 超导电机 超导电缆 超导变压器 超导限流器
超导储能
优越性: 1) 储能密度高 10J/cm3(5T) 2) 长期无损耗储能 循环效率达95% 3) 无运动部件,寿命长 4) 能量释放快,可至MS
超导储能的优点
储能密度高,10j/cm3(5T) 长期无损耗储能循环,效率可达95% 无运动部件,寿命长 响应速度快,能量释放快,可至毫秒 可使电压、频率、有功和无功容易调节 建造不受地点限制，维护方便和无污染
日 本 100wh 储 能 系 统
8Mwh及40Mwh系统设备
8Mwh及40Mwh系统设备
超导电机
超导发电机 超导同步发电机的优点：1) 效率高，比常规高0.5-0.8% 。2) 重量 轻、体积小，可减小1/3-1/2 。 3)单机容量大，可达100万千伏安 。 4)稳定性好，同步电抗可减小到1/4。 美国：八十年代初，GE 20MWA，高温超导电机 日本：70MW，1500h，下一步：200MW 中国：65计划，400KVA 超导单极电动机 超导电动机具有体积和重量小、节省能源的特点。 英国：IRD：1966-50hp，1971-3250hp，1975-1000KW， 50MW 美国：GE：1972-20KW，150KW，1979-3000hp 俄罗斯：1975-119，5KW，1974-600kW,10000KW 日、意、法、荷、芬。 中国：300KW。