1、超導技術在電力中的應用2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用1第1頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用2報告內容超導簡介實用超導材料介紹低溫及制冷簡介超導在電力中的應用:電纜、限流器、變壓器、電機、儲能、 電流目線、電磁感應加熱超導技術的瓶頸問題總結第2頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用3超導體具有零電阻：R=0 超導電工/電力完全抗磁性 Meissner effect：B=0 超導磁懸浮宏觀量子效應 Josephson 效應 超導電子學一 超導簡介

2、第3頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用4超導現象發現歷史1911年，超導電性的發現；Tc=4.2K;1960年，NbTi和Nb3Sn；Tc=9.3K and Tc=18K ;1986年，高溫超導體的發現；Tc=92K(Yi-based) Tc=110K(B-based), Tc=135K(Tl-based);2001年，MgB2超導材料；Tc=39K2008年, Fe-based; Tc=56K;三個基本臨界參數:臨界溫度Tc;臨界磁場Hc;臨界電流密度jc; 第4頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2

3、022年9月13日超導技術在電力系統中的應用51960年，NbTi和Nb3Sn：合金1982年，極細絲NbTi導線：1micro-meter1999年，第一代HTSwie/tape,BSSCO超導帶材: 粉末 管裝法（PIT）；2005年，MgB2 wire/tape,粉末管裝法（PIT）；2007年，第二代HTS wie/tape YBCO超導帶材: 化學涂 層法（MOV）, 離子束輔助沉積(IBAD); IBAD 軋制輔助雙軸織構化(RABiTS)；傾斜基板沉積法 （ISD）;激光濺射法（PLD）實用超導體材料簡介第5頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月

4、13日超導技術在電力系統中的應用6實用超導體線工藝及結構MgB2 YBCO Bi2223第6頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用7超導材料的電磁特性At 4.2K第7頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用8實用超導線價格NbTiPresently: 1-2 $/kA m0.6 $/kA m ( 5T)Nb3SnToday: 10-20 $/kA mExpected: 2-4 $/kA m 1.27 $/kA m (12 T)YBCOPresently: 600

5、$/kA m36 $/kA m (2212 12T)Guessed: 10-20 $/kA mExpert opinion: 50$/kA mBi-2223Presently AMSC 124 $/kA m -Lowest limits of cost:Nb-based: $150/kg $0.60/m (strand) $1.50/kA-m 0.5 H*PIT-processed: powder is expensive, but getting cheaperMgB2 might be $50/kg, =500度電磁感應加熱器效率95%。第38頁，共42頁，2022年，5月20日，17點3

6、4分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用3928 Million US$ (FY2003-2005)InnoSTBeijing General InstituteCablesSMESTransformerCurrent LimiterIEETebian HengyangChinese AcademyOf ScienceChinese Ministry of Science & TechnologyChineseNSFIEELanzhouChangtongPower CableLanzhou ElectricYunnanInnoPowerTsinghua U.Yunnan El

7、ectricTsinghua U.Huazhong PolyHunan PowerBeijingSuperconductor Technology IEEBeijing LanyuanHunan PowerNorth China PowerBeijing CityGovtChineseIndustryNorthwest InstituteWireCompaniesPowerApplicationsIEENorth China PowerBeijin SuperconductorNew JV Companyw/Taiwan China IntlSuperconductor十五十一五期間中國超導電

8、力/電工研究一覽第39頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用40超導技術在實際應用中的瓶頸問題低溫問題：低溫系統的長期運行可靠性問題、低溫漏熱進一步降低系統的總效率；制冷問題：效率低、長期運行可靠性問題、成本問題； 超導材料價格問題； 目前超導技術在一些特定場合能夠發揮重要的作用，但大規模推廣應用仍然存在困難。第40頁，共42頁，2022年，5月20日，17點34分，星期三2022年9月13日超導技術在電力系統中的應用41高溫超導線/帶已經實現商業化；超導電力裝置樣機已掛網試驗運行；超導材料價格有待進一步降低；低溫制冷設備安全可靠性