超导限流器电力技术论文

2022-04-15

摘要随着现代社会经济的不断进步与发展，科学技术已经成为促进现代社会进步与发展最为重要的力量，超导电力技术受到了人们广泛的关注，各国都对该技术进行了系统的研究。就目前的电力工业而言，超导技术对于电力行业的发展与进步有着极为重要的意义和价值。文章针对我国现阶段超导电力技术的发展现状进行了系统的分析，并在此基础上对其未来发展趋势进行了预测。今天小编为大家推荐《超导限流器电力技术论文(精选3篇)》相关资料，欢迎阅读！

超导限流器电力技术论文篇1：

超导电力技术的发展现状和趋势研究

[摘要]21世纪，我国经济发展迅猛，科学技术快速发展，其中，超导电力技术的发展引起了人们的高度重视，各个国家对该技术均进行了系统探索。现阶段，对于电力工业来讲，超导技术对电力行业的进步和发展具有十分深远的影响。基于此，本文深入分析了超导电力技术的发展现状，并研究了超导电力技术的发展趋势，希望为更多的业内人士提供参考。

[关键词]超导电力技术;发展現状;发展趋势

doi：10.3969/j.issn.1673 - 0194.2020.24.077

0 引言

超导技术是一种尖端技术，随着超导技术的不断发展，超导电力技术产生的实际价值与实际产值也在逐年提高，成为降低电力传输能耗，提高电力传输效率的重要方式与技术。在输电过程中，超导电力技术发挥着重要作用，很多国内外专家开始深入研究该技术，他们认为，在未来的社会发展中，超导电力技术势必成为推动社会发展的重要力量之一。我国也在不断深入研究超导电力技术，很多文献都涉及了国内超导电力技术的相关内容。基于此，笔者结合多年工作的经验，系统论述了我国超导电力技术发展现状，并在此基础上预测未来我国超导电力技术的发展趋势，希望能推动我国超导电力技术发展。

1 超导电力技术概述

超导电力技术是一种新型的技术，指利用超导体的无阻高密度载流能力及超导体的超导态-正常态相变的物理特性发展起来的一门新的电力技术。超导电力技术最先在欧美国家受到关注，并得到了广泛运用。通俗地讲，美国在应用超导电力技术的过程中，结合了电网工程，加强了全国范围的电网建设，之后，超导电力技术成为美国电网应用的核心技术。我国的电力技术，特别是超导电力技术的发展水平，虽然和美国等先进国家存有很大差异，但是，我国相关研究人员通过多年的研发，已经在超导电力技术运用方面取得良好成绩。目前，面对超导电力技术广泛应用的发展趋势，我国势必要将超导电力技术的研发和应用置于电力事业发展的核心地位。

2 超导电力技术应用的相关装置

2.1 大电流引线

超导体的运行应在4.2～77 K（K表示热力学温标）的低温条件下进行，如果温度差超过200 K，热量将从高温区侵入低温区。隔热层（如真空层）可以成功地抑制由于低温杜瓦产生的热量入侵。电流引线直接连接到低温和高温环境，且通过电流引线侵入的热量在总热量中占大多数。因为高温超导体的导热系数较小，作为电流引线中的高温超导体应用能够最大限度地减少低温状态下的热量入侵。现阶段，使用由高温超导体和铜导体组成的二进制电流引线，温度高于液氮温度范围的部件应使用铜导体，低于液氮温度范围的部件应使用高温超导体，这就是高温超导电流引线。

2.2 高压低温绝缘套管

虽然超导体并没有电阻，但低电压依旧可用于大容量输电，这并不意味着超导功率用不到高压技术。目前，超导电力装置的开发应用，已逐步向高电压发展，超导电缆电压达到275 kV。超导电力装置的电流引线套管需要经过液氮（氦）、低温氮（氦）、常温的不同环境，且绝缘条件十分复杂。高电压与低温度绝缘套管的重要性将随着电力装置的实用性和规模化体现。

2.3 大功率电力电子转换器

如果要实现超导储能系统与电力系统之间的互联，需要有效应用大功率电子电力转流装置。现阶段，脉冲宽度调制控制通过环流装置可以实现超导储能系统从吸收或向系统传送有功功率与无功功率，有效提高超导储能系统性能，然后深入探索效率较高、容量较大、谐波较低的环流装置。

2.4 超导电力技术的相关课题

为了将超导电力技术广泛运用到电力系统中，需要相关研究人员结合下列内容进行深入研究。第一，从技术性能看，有效提升超导线材的技术性能，减少成本支出;第二，从超导电力装置的角度看，注重优化设计及改进其电磁特性;第三，从系统角度看，深入研究超导电力装置的导入对电力系统特性的影响以及电力系统动态特性对超导装置技术的要求;第四，从安全保护角度看，深入探究超导装置与包含超导装置的电力系统失超保护问题;第五，从低温角度看，有效提升冷却效率，并提高可靠性。

3 我国超导电力技术的发展现状

3.1 高温超导限流器的发展现状

作为电力系统中至关重要的装置，超导限流器对现代化电力系统的发展具有重要意义。超导限流器的主要作用是检测与限制电流，具有触发功能，这种装置的阻抗变化范围大，响应时间短，速度快，这些优势决定了高温超导限流器可以有效保护电气设备，并保护供电的可靠性，进而提高供电稳定性。

3.2 高温超导输电的发展现状

高温超导输电是超导技术中最直接的技术，也是电力超导技术的初期发展目标。高温超导输电技术的应用可有效提高输电效率，降低输电损失，大量节省电力资源。这是现代社会发展的必然趋势，也是建设资源节约型社会的必然选择。

3.3 超导储能系统的发展现状

现如今，能源已成为现代社会进步与发展过程中最重要的因素，也是现代各个国家之间竞争的主要因素。能源具有多种形式，比如：太阳能、潮汐能、风能等，这类能源均属于可再生能源，但是存在形式都不稳定，想要实现合理运用，就要将其转化成稳定的能源形式。超导储能系统具有响应速度较快、输出功率较高、控制性比较灵活等特性，这些特性直接决定了其可以实现高效调度、适时动态功率平衡，这对于提高电网供电质量和储存电能等具有重要的意义和价值。

3.4 超导电机的发展现状

超导电机是如今超导电力技术应用的重要趋势，通常可分成超导变压器与超导电动机两种类型。不管是超导电动机还是超导变压器，均具有占地小、容量高的特性，这决定了超导电力技术的价值。此外，超导电机还具有耗损小、重量轻的特征，在现代社会中得到了广泛应用。

4 超导电力技术的应用

4.1 超导电缆

电力电缆作为超导技术在电力系统中非常有潜力的应用载体，相同截面的超导电缆载流量一般是普通铜芯电缆的3～5倍，电能损耗小，重量轻。因此，对比普通电缆，超导电缆具有较大的输送容量、损耗较小，可有效降低电网电压等级。在人口密集的大城市，在供电电压不变的条件下，需要在有限的空间中提高电力输送容量，进而满足人们快速增长的电力需求。

4.2 超导变压器

如果超导材料代替铜当作变压器绕组，则可以有效减少变压器重量，减少噪声。另外，在低温工作条件下，变压器的使用年限不断延长，且能有效降低损耗，过载能力强，限制系统过流。

4.3 超导限流器

在电力系统中应用的限流器具有以下功能：在正常运行过程中损耗较小，如果系统出现故障则要在瞬间限制短路电流，在故障电流消失之后立即恢复到正常状态。具体而言，正常状态下，超导限流器处在超导状态，损耗较小;一旦系统出现故障，会立刻转变为非超导状态，这类导电状态的跃变可在小于1毫秒内顺利完成，从而限制短路电流，保障系统稳定。电力系统中利用超导限流器后，系统设备的短路容量值不能减少，进而有效提高电网的输送容量，扩大电力规模，节省设备投资。

5 超导电力技术的未来发展趋势

5.1 向高电压等级方向发展

现阶段，我国电力技术在配电网中得到了广泛运用，而专家对超导电力技术的深入研究，使超导电力技术飞速发展。从配电到输电领域发展，从低压等级向高电压等级发展是电力技术发展的必然趋势，因此，我国应参照国外成功转型的经验，确定我国超导电力技术的发展方向。

5.2 向集成化方向发展

新时期背景下，我国超导电力技术的发展虽然取得了很大进步，但仍处于初级阶段，超导装备发展依旧不成熟，功能十分单一。伴随超导电力技术的进步发展，现有超导装置已无法满足超导电力技术的发展需求。基于此，超导装置向集成化转变已成为必然趋势，通过组装超导装置，能够有效发挥超导电力技术的作用。

5.3 向超导直流方向发展

以往我国大都采用交流输电方式输电，原有的交流输电模式在输电中消耗大量能源，效率较低，超导直流输电模式的功耗较小，效率较高，在同等条件下，超导直流的输电模式具有较高的性价比。通过相关实践可知，随着超导电力技术的飞速发展，超导输电势必会向超导直流趋势发展。

6 结语

超导电力技术的发展与应用极大地促进了我国电力事業的进步与发展，有效降低了供电与输电过程中的能量损耗，利用该技术可以保障电力系统的稳定与安全，对现代社会的进步与发展具有重要意义和价值。超导电力技术的进步与发展极大地改变了现代电力运输形式，有效降低了电能损耗，为建设资源节约型社会提供了有力保障。

主要参考文献

[1]欧阳羿，杜晓纪，赵彩宏，等.低温电力电子技术发展现状[J].稀有金属材料与工程，2018（4）：293-295.

[2]刘洋，唐跃进，石晶，等.超导磁储能系统发展现状及前景[J].南方电网技术，2019（12）：58-64.

[3]金涛，徐颖，周世平，等.饱和铁芯型超导限流器研究进展综述[J].低温与超导，2018（1）：13-18.

[4]马衍伟，肖立业.第2代高温超导YBCO涂层导体的发展及其应用[J].科学通报，2018（1）：1-5.

[5]卢嘉栋.智能电网中电力设备及其技术发展[J].机电工程技术，2016（12）：62-65.

[6]林良真，肖立业.高温超导输电电缆的现状与发展[J].电力设备，2017（1）：1-4.

[7]施祖铭.智能电网发展现状[J].装备机械，2019（3）：2-12.

作者：姜新

超导限流器电力技术论文篇2：

超导电力技术的现状和发展趋势探析

关键词超导技术；电力技术；现状；发展趋势

超导技术是一种尖端技术，随着超导技术的不断发展，超导电力技术产生的实际价值与实际产值也在逐年提高，成为降低电力传输能耗，促进电力传输效率提高的重要方式与技术。由于超导电力技术在电力传输过程之中发挥的独特优势，吸引了很多国内外的专家对其进行研究，他们认为在未来社会发展过程之中，超导电力技术必将成为促进社会进步的重要力量之一。我国对超导电力技术的研究也在不断的深入，很多文献都报道了国内超导电力技术的相关内容，笔者结合多年工作的经验，系统论述了我国超导电力技术发展的现状，并在此基础上对未来我国超导电力技术的发展趋势进行预测，希望本文的论述可以对我国超导电力技术的发展带来一定的借鉴价值。

1 我国超导电力技术的研究应用现状

超导技术的原理是利用超导体在特定的情况下电阻为零这一物理性质，通过设计研制各种超导设备并将其投入到实际的社会生产之中，促进社会生产的进步与发展。我国现阶段超导电力技术的应用主要为以下几个方面。

1.1 高温超导限流器

超导限流器是电力系统中十分重要的装置之一，对现代电力系统的发展具有重要的价值与意义。超导限流器的主要作用是对电流进行检测与限制，也具有触发的功能，这种装置的阻抗变化范围很大，响应-恢复时间较短，速度较快，正是这些优势决定了高温超导限流器可以有效地保护电气设备，改善供电的可靠性，有效提高供电的稳定性。

1.2 高温超导输电

超导电力技术中最为直接的技术就是高温超导输电，这也是电力超导技术最初发展的目标之一。利用高温超导输电技术可以极大的提高输电效率，有效降低输电损失，节省大量的电力资源。这是现代社会发展的必然趋势，也是满足建设资源节约型社会的必然选择。

1.3 超导储能系统

能源成为现代社会进步与发展过程之中最为重要的因素之一，也是现代各个国家之间竞争的主要因素之一。能源的形式又很多种，例如风能、太阳能以及潮汐能等等，这些能量虽然都是可再生能源，但是其存在形式都不稳定，要想对其进行利用就必须将其转化为稳定的能量形式。超导储能系统就具备这一特性，超导储能系统响应速度快、输出功率较高、控制较为灵活，这些特点决定了它可以实现高效调度和适时动态功率的平衡，这对于提高电网供电质量和储存电能等方面具有重要的意义和价值。

1.4 超导电机

超导电机也是现代超导电力技术应用的一个主要方向，主要分为超导变压器和超导电动机两种形式。无论是超导电动机还是超导变压器都具有极限单机容量高的特点，正是这一特点决定了超导电机的重要价值。超导电机损耗小、重量轻，占地面积较少，这些优势都决定了超导电机在现代社会的广泛应用。随着现代社会的进步与发展，电力系统的规模在逐步扩大，为了降低电力传输成本，减少占地面积，超导电机便得到了更为广泛的应用。

2 超导电力技术的发展趋势

随着现代经济社会的不断进步与发展，人们已经逐步认识到能源对于现代社会的意义与价值，电力行业在发展过程之中必须注重能源的节约，只有这样才能促进现代经济社会的进步与发展。超导电力技术具有很多得天独厚的优点，这些优点促进了电力行业的快速发展，为现代电力事业的进步注入了新的力量。未来社会之后，人们对于超导电力技术的重视程度必将逐步增加，超导电力技术的发现主要是以下几个方向。

2.1 向高电压等级发展

现阶段我国的超导电力技术发展主要在配电方面，但是随着超导技术的不断进步与成熟，超导电力技术必将向高电压等级发展，也就逐步实现由配电向输电方向发展。这种发展趋势已经日益明朗，国外很多先进国家已经实现了改方向的初步转变，也为我国超导电力技术想高电压等级发展指明了方向。

2.2 超导装置向功能集成化方向发展，并且超导电力技术的原理愈加多样化

现阶段，超导装置仍然处于发展的初级阶段，一般的超导装置都是单独使用的，这就决定了功能的单一性。在未来社会的发展过程之中，超导装置必将实现其集约化，将更多的超导装置组合在一起进行工作，使其发挥更大的作用与价值。其次，超导装置功能也在逐步实现集约化，也就是不断地拓展装置的功能，使其实现两种或者多种功能。最后，超导电力技术的原理也会变得多样化，这样可以克服超导电力技术的苛刻条件，促进超导电力技术的全方面发展。

2.3 超导输电可能向超导直流方向发展

与超导交流相比，超导直流输电效率更高，因为它没有交流损耗；并且在相同的输电容量下，直流比交流具有更高的性价比。中国和日本在超导直流输电方面都开展了实验，中科院电工所在建的用于电解铝厂供电的。

3 结束语

超导电力技术的发展与应用极大的促进了我国电力事业的进步与发展，有效的降低了供电与输电过程之中的能量损耗，利用该技术可以促进电力系统的稳定与安全，对于现代社会的进步与发展有着重要的意义和价值。超导电力技术的进步与发展极大的改变了现代电力运输形式，有效的降低了电能的损耗，为建设资源节约型社会提供了有力保障。

参考文献

[1]胡毅，唐跃进，任丽，蔡炜，陈轩恕，石晶，陈磊，张翌晖，郭芳.超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测[J].高电压技术，2007（07）：1-8.

[2]蔡家斌，陆冰雁.超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测[J].电子技术与软件工程，2014（15）：160.

作者简介

张婧（1987-），女，汉族，四川宣汉人，助理工程师，大学本科，研究方向：电力方面。

作者：张婧

超导限流器电力技术论文篇3：

分析超导电力技术的现状和发展趋势

摘要：作为目前最具有经济战略意义的尖端技术，超导电力技术具有广阔的发展和应用前景。就目前的电力工业而言，应用超导电力技术对于提升行业的整体水平具有重要意义。文章就目前超导电力技术的发展现状和发展趋势做出了深入的分析，同时指出了在超导电力技术领域中应当重点解决的问题。

关键词：超导电力技术；电力工业；电力系统

2010年上半年，世界范围内的超导电力技术的生产总值已经达到了80亿美元，预计在未来几年，这个数值还将持续增加。国内外的专家、学者普遍认为：在未来的电力工业领域中，超导电力技术将作为一项尖端技术储备，并得到广泛的应用。超导电力技术的发展情况将作为衡量一个国家生产力水平的重要标准之一。国内外的一些专家、学者纷纷表示，一个国家想要保持电力工业的尖端优势，超导电力技术的应用和发展是重中之重。

1 超导电力技术的发展是国家的战略需求

我国想要在超导电力技术产业的竞争当中占得先机，就必须积极制定超导电力技术的发展规划，部署科学的、符合我国国情的发展战略。同时，对国内的各种资源加以充分利用，对现有的机制进行改革创新，我们要深刻地明白，超导电力技术的发展是关乎国民经济持续增长的大事。我国电力系统的容量和电网的规模越来越大，现如今，我们正在致力于电网一体化的工作，力求将全国各个省份的电网联接起来。如此大规模的电网对于其自身的稳定性和安全性要求非常之高，因为一旦发生电力事故，其影响的范围将会非常大。当下，网络技术和信息技术在人们的工作和生活中已经成为了不可或缺的元素，并逐渐呈现出向工业领域渗透的趋势，而这些都要仰仗于强大的电能支持，现在生产企业对于电能的质量要求也越来越高，因为电能的质量会对一些生产设备产生巨大影响，严重的情况会直接导致设备的停机，从而产生严重的事故，给企业造成严重的经济损失。也正是因为电力系统中存在的种种缺陷，很大程度上制约了我国电力工业的发展。

现如今我国电力系统的短路容量非常大，如果对这些短路电流不加以控制，势必会对企业的工业生产造成严重的危害，甚至会致使整个电力系统的崩溃。据不完全统计，历史上美国发生的两次重大的停电事故造成的直接经济损失高达1000亿美元。目前，美国已经将停电事故提升到了国家安全的高度。而在我国的输电系统中还没有设置限流设备，而且快速熔丝更加不具备自动复位的基本功能，我国目前只能够着力于对电网运行方式以及结构上的改造，然而此项改造的造价非常之高。国际上在处理短路故障问题上，普遍采用断路器对线路开断的方法，而这种方法也存在一定的弊端，相对较为被动，想要提高开断容量更是难上加难，因此，我们必须对现有的技术进行创新，利用高新技术有效控制短路电流，进而扩大电网的规模。我国的电力系统仍旧存在着一些缺陷，这些缺陷严重地制约了电力系统的有效性以及灵活程度。电力系统的关键在于：电能在产生、输送、供应等环节中需要达到一个平衡状态，一旦出现失衡，便会造成严重的电力事故，进而给国家和企业造成巨大的经济损失。而随着电力系统的不断完善，我国的电力事故发生率已经呈现出了逐年下降的趋势，但是每次电力事故的规模以及损失却在大幅度攀升，特别是在信息科技高度发达的今天，电力事故会对各行各业的信息系统造成严重的影响。因此，提升电能的品质，让电力系统更加趋于稳定、安全、可靠是从业人员需要深入探究的重要课题。

2 电力系统改造中遇到的问题和解决办法

我国现行的电力系统储备技术主要是以抽水的形式进行，这种技术的优点在于可以提供时间较长、功率较大的电能，其缺点在于，抽水储备技术的反应非常之慢，一旦电能功率发生瞬间失衡，不可能对其产生有效的补偿措施。对传统的电力系统进行改进和革新的工作难度很大，因为传统的电力系统中的导电材料主要以铜、铝等金属为主，这些金属材料具有不易更换、结构紧密的特点，这无形当中增加了系统改造的难度。此外，目前我国的大部分发电量都要依靠燃煤，这种形式会引发环境污染问题，严重不符合可持续发展战略。

在最近10年里，我国的经济发展速度令世人瞩目，城市化进程加快，这就使得城市人口越来越集中，人口密度的提高势必会导致电能需求量持续增加，同时电网建设的占地面积也会不断增长，想要从根本上解决这一问题，我们需要在工作中不断积累经验，拓展思维、积极创新，力求改变当前电力系统的格局，从实质上进行变革。此外，为了解决环境污染问题，我们应当将工作的重心转向开发新能源上，充分利用风力发电、太阳能发电等全新的发电模式，最大限度地降低环境压力。虽然目前这些利用可再生能源的发电方式还存在诸多不足，尤其会受到气候条件的影响，对此，我们应当开发出全新的技术手段，有针对性地弥补这些不足，进而改善电能品质。

3 超导电力技术的现状

现如今，国际上开发出的高温超导限流器、超导变压器已经进入了运行阶段，我国自主研发的高温超导电缆已经被广泛地应用到电力系统当中，在本世纪初，我国就成功研制出了交流高温超导电缆系统，并基于此提出了超导变压器原理，其开发工作仍旧在进行当中，预计在两年之内便可研制成功，到那时，我国将拥有世界上输出电流最高的超导变压器。目前，我国已经着手研制超导电动机，并在中国科学院的全面支持下，推动超导电力技术的快速发展。国内的一些科研单位启动了一个又一个高温超导技术科研项目。与此同时，国内的一些电力公司与国外企业的进行合作，致力于超导电缆的研发，并取得了一定的进展，单相高温超导电缆的开发已经初见成效，并预计在短期内投入运行。

4 超导电力技术的发展趋势

目前，高温超导限流器已经与高压输电网相适应，其开发原理应逐渐趋于多元化，未来的高温超导电缆将主要应用于距离短的场景，而对于长距离超导输电电缆目前还有许多技术障碍亟待解决，想要将其实用化仍旧需要克服许多技术难题。

就目前的超导变压器而言，容量只有达到一定标准才能发挥出其优势，所以我们应当重点开发出大型设备，然而有些场合对设备的占地具有明确的限制，而高温超导变压器恰恰可以发挥出其占地面积小的优势。

多电压等级和交直流输电功能仍旧存在于电力系统当中，这就导致了超载现象频发，加之电气设备的老化，严重影响电力系统的供电能力，而解决这一问题的最有效办法就是采用超导电力技术。因为该技术可以有效提高电网的输送量，同时最大限度地降低电网的损耗，对于电能的质量有明显的改善作用，而且利用此技术对电网进行改造，具有造价成本低、安全、稳定性能高等特点，加速了建造大规模电网的进程。除此之外，利用超导电力技术建造的输电系统，完全可以将发电厂建在远离市区或是煤矿附近，在节约能源的同时，更加有利于环境的改善，进而从实质上解决环境污染问题。

5 结语

超导电力技术的应用与开发在很大程度上推动了我国电力工业的发展，利用该技术可以解决电力系统中的诸多问题，进而使电力系统稳定、安全、高效地运行。可以说这是一项关系到工业生产和人民生活的重大课题，对于我国的经济发展具有重要的现实意义。

参考文献

[1]肖立业.超导电力技术应用前景分析[J].技术物理科

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[2]汪洋.超导电力技术的现状和发展趋势[J].电网技术，

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[3]王银顺.超导电力技术基础[M].北京：科技出版社，

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[4]林良真.超导电力技术发展与展望[J].科学新闻杂志，

2009，（23）.

作者简介：梁章水，男，广东开平人，阳春市新光电力工程有限公司助理工程师，研究方向：电力施工技术。