盧力媛 科技日?qǐng)?bào)記者 王春

12月22日，世界首條35千伏公里級(jí)超導(dǎo)電纜示范工程在上海正式投運(yùn)。這是國(guó)內(nèi)新型電力系統(tǒng)建設(shè)領(lǐng)域一項(xiàng)重大核心技術(shù)突破，標(biāo)志著我國(guó)超導(dǎo)輸電應(yīng)用邁入全球領(lǐng)先行列。

世界首條35千伏公里級(jí)超導(dǎo)電纜試?yán)囼?yàn)現(xiàn)場(chǎng)。國(guó)網(wǎng)上海電力供圖

35千伏公里級(jí)超導(dǎo)電纜示范工程位于徐匯商業(yè)核心區(qū)，聯(lián)結(jié)兩座220千伏變電站，總長(zhǎng)1.2公里，額定電流2200安培，額定容量133兆伏安，采用全程排管敷設(shè)工藝，是目前世界上距離最長(zhǎng)、輸送容量最大、全商業(yè)化運(yùn)行的35千伏超導(dǎo)電纜輸電工程。

作為國(guó)家電網(wǎng)與上海市共同開(kāi)展的科技產(chǎn)業(yè)戰(zhàn)略合作成果之一，該示范工程由國(guó)網(wǎng)上海電力承建運(yùn)維，項(xiàng)目自2016年啟動(dòng)醞釀至全線投運(yùn)，歷時(shí)5年多時(shí)間；工程主體部分于2020年4月開(kāi)工，歷時(shí)一年半完工。

超導(dǎo)輸電是當(dāng)今電力行業(yè)最具革命性的前沿技術(shù)之一。其原理是在零下196攝氏度的液氮環(huán)境中，利用超導(dǎo)材料的超導(dǎo)特性，使電力傳輸介質(zhì)接近于零電阻，電能傳輸損耗趨近于零，從而實(shí)現(xiàn)低電壓等級(jí)的大容量輸電。

“一條35千伏超導(dǎo)電纜相當(dāng)于傳統(tǒng)220千伏電纜的輸送容量，可以替代4-6條相同電壓等級(jí)傳統(tǒng)電纜，較以往可節(jié)省70%的地下管廊空間。”國(guó)網(wǎng)上海電力總工程師謝偉介紹說(shuō)，“這種傳輸效能和空間經(jīng)濟(jì)性上的顯著優(yōu)勢(shì)，使得超導(dǎo)電纜非常適用于將大容量電能直接輸送到寸土寸金的城市中心區(qū)域?！?/p>

近年來(lái)，隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展，上海城市電網(wǎng)負(fù)荷密度快速增長(zhǎng)、通道資源緊張、電源點(diǎn)難以深入城市中心區(qū)域等矛盾日益凸顯。高溫超導(dǎo)電纜具有損耗低、容量大、體積小、無(wú)污染等優(yōu)點(diǎn)，超導(dǎo)電纜的落地應(yīng)用，有效解決了窄通道大容量輸電的難題，有助于消除負(fù)荷熱點(diǎn)地區(qū)的供電“卡脖子”現(xiàn)象，為城市電網(wǎng)今后的升級(jí)改造提供了一種全新的解決方案。

科研人員進(jìn)行超導(dǎo)電纜介質(zhì)譜測(cè)試。國(guó)網(wǎng)上海電力供圖

當(dāng)前，全球范圍內(nèi)較長(zhǎng)距離高溫超導(dǎo)電纜的研究開(kāi)發(fā)方興未艾，高溫超導(dǎo)電纜的實(shí)用化、商用化進(jìn)程正在加速，已有多組長(zhǎng)距離高溫超導(dǎo)電纜并入實(shí)際電網(wǎng)運(yùn)行，主要集中在美國(guó)、日本、韓國(guó)、德國(guó)。此前已投運(yùn)的最長(zhǎng)高溫超導(dǎo)電纜位于德國(guó)及韓國(guó)，全長(zhǎng)約為1公里。但是從1公里到1.2公里要解決一些瓶頸才能實(shí)現(xiàn)。

此次示范工程的成功投運(yùn)不僅開(kāi)創(chuàng)了公里級(jí)超導(dǎo)電纜在全球城市核心區(qū)域的應(yīng)用先例，同時(shí)也在核心的材料、技術(shù)和裝備上實(shí)現(xiàn)完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)。從最關(guān)鍵的超導(dǎo)材料，到電纜結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵部件，再到頂管敷設(shè)，都是上海自主創(chuàng)新的成果。

項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)成功研發(fā)大長(zhǎng)度三相統(tǒng)包超導(dǎo)電纜及系列裝備，實(shí)現(xiàn)超導(dǎo)電纜及其生產(chǎn)裝備自主可控；在全世界首創(chuàng)超導(dǎo)電纜全程排管冷縮補(bǔ)償方法，將超導(dǎo)電纜從常溫到低溫時(shí)的材料收縮影響降至最低；通過(guò)自主研發(fā)的超導(dǎo)電纜敷設(shè)監(jiān)控系統(tǒng)及專用工器具，在電纜試?yán)嚪怒h(huán)節(jié)獲取了敷設(shè)關(guān)鍵技術(shù)參數(shù)，破解了狹小空間內(nèi)全程排管敷設(shè)大坡度、多轉(zhuǎn)角等難題。據(jù)悉，項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)還圍繞超導(dǎo)電纜的規(guī)劃設(shè)計(jì)、運(yùn)行維護(hù)、繼電保護(hù)、施工、試驗(yàn)及驗(yàn)收，布局了20余項(xiàng)國(guó)際和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的申報(bào)計(jì)劃，累計(jì)申請(qǐng)發(fā)明專利30余項(xiàng)。

關(guān)鍵詞： 超導(dǎo) 上海 電纜