北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司技術(shù)人員在實(shí)驗(yàn)室中為超導(dǎo)限流器試驗(yàn)機(jī)加注液氮。

　　2014年7月30日，印度北方邦一座高壓變電站故障導(dǎo)致當(dāng)?shù)剌旊娋€路超負(fù)荷，電網(wǎng)設(shè)備毀壞，隨后全國(guó)近一半地區(qū)供電中斷，逾6億人口受到影響。因?yàn)橐粋€(gè)節(jié)點(diǎn)故障導(dǎo)致整個(gè)電網(wǎng)崩潰，類似印度大停電這樣的事故并非絕無(wú)僅有。

　　為什么不用安全保護(hù)裝置呢?家庭用電負(fù)荷過(guò)高時(shí)，保險(xiǎn)絲會(huì)熔斷，從而保護(hù)家庭和整個(gè)線路不會(huì)起火。“我們正在研發(fā)的超導(dǎo)限流器，應(yīng)用于發(fā)電廠、 輸電網(wǎng)、變電站等場(chǎng)所，功能就相當(dāng)于家庭電表箱里的保險(xiǎn)絲。”北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司實(shí)驗(yàn)室主任田波說(shuō)，云電英納研發(fā)的220千伏超導(dǎo)限流器即將在 天津電網(wǎng)掛網(wǎng)運(yùn)行，這是全球最大容量的超導(dǎo)限流器產(chǎn)品。此前，該公司研發(fā)的35千伏限流器產(chǎn)品，已經(jīng)創(chuàng)造過(guò)一次“全球首臺(tái)”。

　　“家庭電表箱的保險(xiǎn)絲熔斷或自動(dòng)跳閘后，要更換或重新開(kāi)閘，需要幾分鐘乃至更長(zhǎng)時(shí)間。”田波說(shuō)，但輸電電網(wǎng)哪怕停電幾秒鐘，后果都是非常嚴(yán)重的。因此，輸電電網(wǎng)的“保險(xiǎn)絲”必須符合兩個(gè)要求—在電流過(guò)大時(shí)迅速降低電流，同時(shí)輸電不能停止一分一秒!

　　田波說(shuō)，高溫超導(dǎo)材料的面世，讓輸電電網(wǎng)的“保險(xiǎn)絲”有了基礎(chǔ)材料。不過(guò)，高溫超導(dǎo)材料可是一門尖端學(xué)科，目前國(guó)際上有能力生產(chǎn)高溫超導(dǎo)材料的企業(yè)屈指可數(shù)，云電英納的母公司—北京英納超導(dǎo)技術(shù)有限公司就是其中一家，產(chǎn)品性能排名全球第二。

　　在北京經(jīng)濟(jì)技術(shù)開(kāi)發(fā)區(qū)，英納超導(dǎo)從董事長(zhǎng)到保潔員不過(guò)50來(lái)人，企業(yè)的兩層樓，一層生產(chǎn)，二層研發(fā)。別看企業(yè)規(guī)模不大，實(shí)力卻不容小覷，在納斯達(dá)克上市的美國(guó)超導(dǎo)公司每次發(fā)布季報(bào)年報(bào)，英納超導(dǎo)都會(huì)被作為主要競(jìng)爭(zhēng)對(duì)手被提及。

　　在零下200攝氏度的環(huán)境下，超導(dǎo)線材沒(méi)有電阻，意味著電能傳輸沒(méi)有損耗。而常規(guī)銅、鋁等作為輸電線路材料，通常都有6%左右的電力損耗。目前 世界上多數(shù)超導(dǎo)材料還主要在實(shí)驗(yàn)室階段，未能完全產(chǎn)業(yè)化?；诖?，英納超導(dǎo)與云南電網(wǎng)云南電力試驗(yàn)研究院合資，在亦莊組建云電英納，著眼于超導(dǎo)材料在電力 行業(yè)的應(yīng)用。

　　超導(dǎo)電纜是云電英納第一個(gè)攻關(guān)項(xiàng)目。曾經(jīng)在美國(guó)中西超導(dǎo)公司工作8年的信贏博士，帶領(lǐng)云電英納的團(tuán)隊(duì)刻苦攻關(guān)。2004年4月，一組33.5米 的超導(dǎo)電纜在云南普吉變電站并網(wǎng)運(yùn)行，這是繼美國(guó)、丹麥之后由我國(guó)自行研制開(kāi)發(fā)的世界上第三組高溫超導(dǎo)電纜，多項(xiàng)技術(shù)創(chuàng)新使其在主要技術(shù)參數(shù)上領(lǐng)先。

　　超導(dǎo)限流器成為云電英納第二個(gè)攻關(guān)目標(biāo)。

　　在云電英納的實(shí)驗(yàn)室，記者見(jiàn)到了一臺(tái)超導(dǎo)限流器的樣機(jī)。這是一個(gè)直徑約一米、高不到半米的圓柱體，圓柱體內(nèi)布滿了鐵方框，這些鐵芯柱體上纏繞著線圈。中間一個(gè)大線圈是超導(dǎo)材料做的，它的四周分布了若干銅線小線圈。

　　電網(wǎng)的電流經(jīng)過(guò)小線圈，但不與超導(dǎo)材料線圈連接。“普通的銅線本身有電阻，纏繞成線圈后，對(duì)電流的阻礙作用更大，這是限流器可以‘限流’的原理。”田波說(shuō)，不過(guò)這樣一來(lái)，只要電流經(jīng)過(guò)這些線圈都會(huì)產(chǎn)生電阻，造成電能浪費(fèi)。

　　最好是正常輸電時(shí)，讓銅線圈的電阻為零，這樣可以最大限度減少電能損耗，又可以在需要的時(shí)候起到限流作用。田波說(shuō)，之前國(guó)外已經(jīng)開(kāi)始研發(fā)常規(guī)限流器，但前提要求有連續(xù)穩(wěn)定的高電流直流電源，這在業(yè)界是難以攻克的技術(shù)難關(guān)。

　　云電英納劍走偏鋒，不對(duì)外部電源做苛刻要求，而采用超導(dǎo)材料，使小線圈的電阻大幅降低甚至為零。一旦輸電網(wǎng)的電流異常，超導(dǎo)材料的大線圈停止供應(yīng)直流電源，沒(méi)有了電磁轉(zhuǎn)化，小線圈立即恢復(fù)為高電阻，就能起到“限流”的作用。

　　云電英納沒(méi)有成功經(jīng)驗(yàn)可以遵循，他們從幾百伏的超導(dǎo)限流器產(chǎn)品開(kāi)始做起，一代代升級(jí)，直到現(xiàn)在的220千伏?，F(xiàn)在企業(yè)正在加緊試驗(yàn)，不久將推出 500千伏的產(chǎn)品。這每一代產(chǎn)品，都是國(guó)際上首創(chuàng)的獨(dú)一份兒，性能越來(lái)越高，而設(shè)備的體積卻越來(lái)越小。“現(xiàn)在高壓輸電成為一種常態(tài)，超導(dǎo)限流器規(guī)格必須與 之適應(yīng)。”田波說(shuō)。

　　作為目前高壓輸電網(wǎng)中唯一能解決短路電流過(guò)大的產(chǎn)品，超導(dǎo)限流器的市場(chǎng)潛力巨大。有業(yè)內(nèi)人士按照“十二五”規(guī)劃數(shù)據(jù)測(cè)算，到2020年，我國(guó)超 導(dǎo)限流器潛在市場(chǎng)容量將達(dá)到2000億元。信贏也表示，估計(jì)超導(dǎo)限流器在中國(guó)未來(lái)十年將會(huì)有過(guò)千億元人民幣的市場(chǎng)，每年就有百億元的市場(chǎng)總量。