超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较
高温超导电缆概念
高温超导电缆概念高温超导电缆是一种新型的电缆，它利用高温超导材料作为导电介质，具有传输电流大、电阻小、发热低、能耗低等优点。
以下是高温超导电缆的概念及特点的详细介绍：1.高温超导电缆的概念：高温超导电缆是一种使用高温超导材料作为导电介质的电缆。
这些材料通常在液氮温度（77K）以上表现出超导性质。
与传统电缆相比，高温超导电缆具有更高的导电性能和更低的能耗。
2.高温超导材料的种类：常见的高温超导材料包括YBCO (Yttrium Barium Copper Oxide)、BSCCO (Bismuth Strontium Calcium Copper Oxide)等。
这些材料在特定的高温条件下具有零电阻特性，使得电流可以在其中无阻碍地流动。
3.高温超导电缆的制造过程：制造高温超导电缆需要经历多个步骤，包括超导材料的合成、线材的拉制、电缆的组装等。
其中，超导材料的合成是关键步骤，需要精确控制各种原料的比例和反应条件。
4.高温超导电缆的优点：(1) 传输电流大：由于高温超导材料的电阻极低，因此高温超导电缆能够传输的电流比传统电缆大得多。
(2) 电阻小、发热低：其材料的电阻极低，电缆的发热量也较低，降低了电能损耗。
(3) 能耗低：与传统电缆相比，其能耗低得多，对于长时间运行的电力系统来说非常重要。
(4) 体积小、重量轻：这些材料的密度小，因此其体积和重量都比传统电缆小，使得安装和维护更为方便。
5.高温超导电缆的应用：主要应用于电力系统的输电和配电领域。
特别是在需要传输大电流的场合，如城市电网、大型工业企业等，其具有很大的优势。
此外，它还可用于电动汽车、高铁等领域。
6.高温超导电缆的发展前景：随着科技的进步，高温超导材料的技术也在持续发展。
目前已经可以实现其大规模生产，并且价格逐渐降低。
因此，它在未来的发展中具有广阔的应用前景。
超导电力设备及其应用前景
超导电力设备及其应用前景随着全球经济的不断发展和人民生活水平的不断提高，能源需求逐年增长。
现有的传统电力设备虽然已经能够满足当前的电力需求，但是其传输效率、耗能量以及占用空间等问题，正在日益凸显。
此时，超导电力设备便应运而生，作为一种新型的能源装备，超导电力设备在未来的应用前景也会越来越广阔。
超导技术，是指在低于材料临界温度下，材料的电阻和磁导率均为零的一种原理。
随着材料科学的不断发展，超导技术的应用不断扩大，目前已经在医学、物理、电子等领域得到广泛的应用。
其中，以超导电力设备的发展最为迅猛。
超导电力设备主要是利用超导材料的零电阻性，来提高电力设备的传输效率，降低耗能量，并且能够减少传统电力设备占用的空间。
在超导电力设备的发展中，最为重要的就是超导电缆和超导变压器这两方面的研究。
超导电缆是目前应用最为广泛的一种超导电力设备，其技术成熟度已经达到了商业化应用的水平。
与传统电缆相比，超导电缆在传输电力时能够减少能量损失，提高传输效率，在传输过程中也不会产生很多的热量和电磁波等问题，可以有效解决城市中电力设备占用空间、损毁及维护成本等问题。
在一些重要的城市设施中，如地铁、公路隧道、机场等，超导电缆正在逐步被应用。
除了超导电缆之外，超导变压器也是超导电力设备的重要组成部分。
传统的变压器往往会因为各种问题而导致损耗，如谐振、饱和、热损失等问题，而超导变压器则不会出现这些问题。
由于超导材料的零电阻性质，超导变压器的传输效率非常高，并且在使用过程中所产生的热量和电磁波也非常小，使用寿命也更长。
目前，欧美国家已经开始在国家电网的输变电站中试验应用超导变压器。
超导技术的应用已经被广泛关注，未来，超导电力设备的发展前景也会越来越广阔。
首先，超导电力设备的应用可以提高电力设备的传输效率，减少能量损失，并且超导电力设备的开发成本也在不断降低，这无疑将能够降低能源的开发和使用成本。
其次，超导电力设备的应用还能够优化电力设备在城市中的占用空间，解决城市中电力资源供应问题。
超导电缆技术
超导电缆技术——未来能源的绿色解决方案随着人类对环境保护意识的日益增强，全球对于绿色、可持续发展的能源替代方案的研究和应用不断深入。
而就是其中的一个非常有潜力的领域。
超导电缆是一种新型的高温超导体材料，可以在极低温度下（通常为零下196摄氏度）达到零电阻状态，劣超导态电流传输的能力极强。
这就意味着在传输电能时不会出现能量损失，有望代替传统的电缆技术成为未来电力传输的主流。
的应用应用广泛，最典型的案例就是用于电力输送。
比如用于长距离电网直流输电系统，其传输效率可达到98%，相比传统交流输电的电量损耗大大降低。
此外，超导电缆还可以用于大型设施的供电，如城市供电、核电站应急备用电源等，在这些场合下超导电缆的优势也非常明显。
的优势相比传统的电缆技术有以下优势：1. 通电效率更高：超导电缆在零度以下的温度下工作，因此不存在电阻导致的电流损耗，能源得到了更有效的利用。
2. 空间占用更小：超导电缆的横截面积较小，能有效节约电缆使用空间和成本。
3. 操作成本更低：超导电缆的零电阻状态下电流传输非常稳定，发生故障率低，因此维护成本也相对较低。
的局限性目前还存在以下问题：1. 临界转变温度：超导电缆的工作温度通常要维持在零度以下，这使得它的应用受到一定的限制。
2. 制造成本较高：超导电缆材料的制造工艺相对比较复杂，成本也比较高。
3. 超导电缆系统一次性投资成本大：如果要建设超导电缆系统的话，需要涉及大量的工程投资和物资采购，成本较高。
未来展望与发展方向虽然目前存在一些局限性，但其技术潜力及优势仍显得非常明显。
未来，应该积极探究并加以完善，重点可以从以下几个方面展开研究：1. 提高临界转变温度：目前超导材料中的高温超导体临界温度均不能达到室温，因此研究室温超导体成为了当前的热点，如铁基超导体、有机超导体等等。
2. 优化性能：通过优化超导线材制备工艺和新型超导材料的研发，提高超导线性能，促进超导技术的大规模应用。
3. 成本控制：降低超导线材材料、制造等成本，提高超导技术的市场竞争力。
超导技术在电力领域的致命优势
超导技术在电力领域的致命优势随着科技的不断发展，超导技术在电力领域正逐渐展现出其强大的优势。
超导技术是指在低温下，材料的电阻变为零，电流可以无损耗地通过。
这种技术的应用在电力领域中具有重要的意义和潜力。
本文将从超导技术的基本原理、应用场景以及未来发展前景等方面来探讨超导技术在电力领域的致命优势。
一、超导技术的基本原理超导技术的基本原理是指在超导材料的低温下，电流可以无损耗地通过。
这是由于超导材料在低温下会发生电子对的库珀对形成，使得电子之间的相互作用减小，从而降低了电阻。
当电流通过超导材料时，电子可以无阻碍地流动，不会受到电阻的限制，从而实现了电流的无损耗传输。
二、超导技术在电力输送中的应用1. 提高电力输送效率超导技术在电力输送中的应用可以大大提高电力输送的效率。
传统的电力输送过程中，电流会受到电阻的限制，导致能量的损耗。
而超导技术的应用可以消除电阻，使得电流可以无损耗地通过，从而提高了电力输送的效率。
这对于长距离的电力输送尤为重要，可以减少能量的损耗，提高能源利用率。
2. 提高电力系统的稳定性超导技术的应用还可以提高电力系统的稳定性。
传统的电力系统中，由于电流的阻力，电力系统会面临电压降低、电流不稳定等问题。
而超导技术的应用可以消除电阻，使得电流可以稳定地传输，减少了电力系统的不稳定因素，提高了电力系统的稳定性。
3. 减少电力系统的能耗超导技术的应用还可以减少电力系统的能耗。
由于超导技术可以实现电流的无损耗传输，因此可以减少电力系统中能量的损耗。
这对于大规模的电力系统来说尤为重要，可以节约能源，降低能源的消耗。
三、超导技术在电力领域的未来发展前景超导技术在电力领域的应用前景十分广阔。
随着科技的不断进步，超导材料的性能不断提高，超导技术的应用也将更加广泛。
1. 超导输电技术的发展超导输电技术是指利用超导材料进行电力输送的技术。
目前，超导输电技术已经在实验室中得到了验证，并取得了一定的成果。
未来，随着超导材料性能的进一步提高，超导输电技术有望实现商业化应用。
考虑节能导线的500kv输电线路全寿命周期成本评估
考虑节能导线的500kv输电线路全寿命周期成本评估发布时间：2021-06-22T02:49:01.074Z 来源：《中国电业》（发电）》2021年第5期作者：朱晓成[导读] 伴随着经济的发展，城市规模不断扩大，社会对输电线路的输送能力提出了更高要求。
为了将电能输送至全国各地，输电线路工程必须高度重视输电线路设计工作，导线选型是输电线路设计工作中的重要内容，是影响输电质量的关键因素，输电线路工程应该重视导线选型工作的重要性，采取有效措施选取优质的导线，为输电线路的安全运行提供动力保障。
国网河南能源互联网电力设计院有限公司河南郑州 450000摘要：推广应用节能导线是国家电网公司贯彻落实科学发展观，加快推进"两个转变"，建设坚强智能电网的内在需求；是贯彻全寿命周期理念，集成应用新技术、新材料、新工艺，建设绿色电网的重要举措；是提高工程技术含量，降低工程寿命周期总体费用，提高电网运营效益，提升电网发展质量的具体实践。
高压输电线路中的500kV线路主要起着保障区域供电的作用，因其直接对接用户的特点，建设数量较多、距离用户较近，周围环境敏感目标相对较多，公众的关注度较高。
高压输电线路周围公众主要关心点是线路投运后引起的电磁环境问题和噪声问题，而这些主要取决于输电线路的结构和导线的型号。
因此高压输电线路建设对周围电磁环境和声环境的影响也逐渐成为项目建设前期需要重点关注的问题之一。
一般输电线路的路径都较长，导线的选型成为影响输电线路建设成本的重要因素之一。
近年来随着各地用电需求的增加，对输电线路导线的输送容量要求也越来越高。
关键词：节能导线；输电线路；全寿命周期；成本评估引言伴随着经济的发展，城市规模不断扩大，社会对输电线路的输送能力提出了更高要求。
为了将电能输送至全国各地，输电线路工程必须高度重视输电线路设计工作，导线选型是输电线路设计工作中的重要内容，是影响输电质量的关键因素，输电线路工程应该重视导线选型工作的重要性，采取有效措施选取优质的导线，为输电线路的安全运行提供动力保障。
国内外超导技术的发展及对比分析
国内外超导技术的发展及对比分析邵虹成欢武汉船用电力推进装置研究所中日超导技术在线材上的应用比较日本是首个宣布获得175K的超导材料的国家，之后不久，美国、中国、俄罗斯、德国及丹麦等国也相继有了突破性的研究报告，有的甚至发现了308K的超导迹象，该温度已达到常温的转变温度。
目前，日本有着100多家研究所在研究新超导材料，其中20%以上是企业的研究所。
一些公司已经用陶瓷系列超导材料制成线材。
日本许多研究机构和企业也纷纷行动起来。
研究热潮甚至影响了国际稀土市场，制作超导材料的一等稀土元素在国际市场上空前紧俏，一场超导技术在各个领域应用的激烈竞争正在各国展开。
我国是稀土资源丰富的国家之一，成矿条件优越，甚至可以说是得天独厚，探明的储藏量位居世界之首，在发展超导线材应用上占有一定优势。
几乎所有的电动机械（从尖端军事机械到普通家用电器）都离不开稀土元素制成的磁材料。
然而，近年来随着中国大量出口稀土，中国已经成为世界最大的稀土生产、出口国，满足了世界30%的稀土资源需求。
据报道称，中国大量且廉价出售稀土使得日本等国趁机收购并储存了足量稀土，数量够用几十年。
业内人士甚至估计说，日本储存的稀土资源甚至已够用四五十年。
因此，中国在加强管理稀土资源出口的同时，应积极利用稀土资源为我国的超导材料发展和工业上应用做出贡献。
超导材料具有极其优越的物理特性：一是零电阻效应，二是约瑟夫逊效应，三是迈斯纳效应。
特别是在军事领域的应用，专家预计会更为广泛。
采用超导材料，可使许多重要的军用装备如舰艇，飞机，装甲车，导弹，聚能武器等的性能得到大幅度的改善。
1992年，世界第一艘超导舰船在日本研制成功，时速高达180km，如果超导船应用化，就可导致整个海运发生重大变化[3]。
目前，世界上高温超导材料形成了YBCO、BSCCO、TBCCO、HBCCO等四类，其转变温度分别是95K、110K、125K和135K。
日本住友公司SEI是世界上首先提出发展BSCCO导线的公司之一，并用试验证实了高温超导材料在许多方面比低温超导材料更具优越性和稳定性。
我国超导电缆还不具备大规模产业化条件
我国超导电缆还不具备大规模产业化条件我国智能电网建设提出了加速发展超导产业的概念。
具体到电缆行业，超导电缆产业化的进程可能会加快，但目前尚不具备大规模产业化的条件。
如果超导电缆的价格具有足够的吸引力，进入智能电网的商业化应用前景理应非常广阔。
但在近期的未来，因受超导基础研究、技术人才、超导材料和电缆工艺装备等方面的限制，以及企业制订价格政策的理念，超导电缆的价格一定会比现有的普通电缆高得多，因此人们对超导电缆的市场前景并不很乐观。
据测算，高温超导导线的通电能力比相同截面铜导线的通电能力大100倍以上，若用超导电缆在某些环节取代铜、铝输电线路，将节约大量铜材。
单从节省铜材方面看，使用超导电缆所节约铜材产生的经济效益与超导电缆价格因素相比，到底整体经济效益是多少，尚未见报道。
智能电网用的超导产品不仅仅是超导电缆，还包括超导发电机、超导变压器、超导限流器以及超导储能设备等，各类产品的发展是相互制约的。
我们不能一厢情愿地夸大超导电缆产业的发展，而应当左右看看其他产业的发展形势是否相适应。
电缆只是机电设备的配套产品。
机电设备的技术进步推动着电缆结构和性能的改进和提高。
电机与漆包线的互动发展关系就是很好的例子。
据说，国家电网正在筹建一条长约1公里、110kV高温超导电缆示范项目，计划2012年建成。
又说，国家电网和南方电网对于超导的试验示范工程建设和投资，将大大刺激国内超导设备产业的发展，超导产业巨大的投资前景也因此浮现。
但是，中国电科院超导电力研究所所长来小康日前表示，超导现在并不具备大规模产业化的条件，还要通过扩大示范来刺激相关设备的发展，从而推动超导产业发展。
可见，过分强调超导电缆的市场前景，只能是画饼充饥和望梅止渴而已。
对于超导材料的优点，就像纳米材料一样，已是世界公认的科普知识，无需再多费口舌和笔墨去宣扬，更不希望再对电缆企业、电缆市场和社会股民引起误导。
电缆行业叫嚷纳米材料技术已经多年，也许推广的力度不够大，至今也未见大量推广应用。
超导材料的电学性能及其应用
超导材料的电学性能及其应用超导材料是一种独特的材料，其具有与普通导体不同的电学性能。
在超导状态下，超导材料的电阻为零，电流可无限制地在材料内部流动而不产生任何损耗。
这是由于超导材料中的电流是由电子对（也称库珀对）组成的，它们在材料中运动时不会撞到其他原子或电子，因而不会损失能量。
由于这种特殊的电学性能，超导材料在许多领域被广泛应用。
1. 超导电缆与输电由于超导材料的电阻为零，电流流经超导材料时不会产生任何能量损耗，因此超导电缆可以被用作长距离输电线路的替代方案。
目前已经有一些超导电缆应用于市场领域，例如，在德国的一些市区内，就有用超导电缆作为市区供电的线路。
超导电缆的优点显然是非常多的。
首先，其具有极高的输电效率，可以将电流高效地输送给远处的终端用户。
其次，超导电缆的重量轻、占用空间小，可以克服传统输电线路在城市中占地大、施工难的问题。
但是，当前的超导电缆成本较高，因此尚不具备大规模的商业应用前景。
不过，随着技术的进步和成本降低，其应用潜力将日益被挖掘和发掘。
2. 超导磁体与医学成像超导材料中的电流在磁场中会形成稳定的电流环流，从而产生极强的磁场。
利用超导磁体，可以产生高达几百万高斯的强磁场，这是普通电缆不可能达到的。
超导磁体因此在医学成像领域被广泛应用。
例如，在核磁共振成像（MRI）过程中，超导磁体产生的高强度磁场可以使人体内的氢原子自旋共振，从而产生高质量、高分辨率的图像。
另外，超导磁体还可应用于高能物理，重离子探测等领域。
在超导磁体的制造方面，虽然也存在一些挑战，但由于其广泛的应用前景和技术含量，对相关领域的科研，也必将推动“磁体技术”的发展。
3. 超导量子计算超导材料在量子计算领域也具有重要的应用前景。
在量子计算机中，运算量特别大的计算需要以超导模式来实现。
超导电子因为具有电荷的配对特性，是一种具有快速处理能力的材料。
当前，已经有一些量子计算原型应用了超导材料，但在实际的应用中，还需要克服诸如冷却、保护等诸多技术难题。
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第27卷第5期低 温 物 理 学 报Vol.27,No.5 2005年11月CHIN ESE J OURNAL OF LOW TEMPERA TU RE P H YSICS Nov.,2005超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较3席海霞 任安林 信 赢北京云电英纳超导电缆有限公司,北京 100176 超导电缆作为高温超导技术电力应用的一个主要发展方向,由于其低损耗、大容量、无污染等优点受到越来越多的关注.本文提供了一组比较超导电缆和传统电缆生命周期费用的计算模型,根据该组模型可以对制冷机价格、超导电缆费用、制冷机效率、电缆负荷状态等因素如何影响超导电缆生命周期费用进行分析,为高温超导的产业化发展提供方向.文章最后给出一组超导电缆与传统电缆的比较实例,关键词:生命周期费用,超导电缆,传统电缆PACC:7400,74901引 言超导电缆作为高温超导技术电力应用的一个主要发展方向,由于其低损耗、大容量、无污染等优点受到越来越多的关注.但是,由于目前超导电缆的造价还很高,超导电缆输电线路的初投资规模巨大,加上超导电缆的工业化生产能力还不高,所以超导电缆的大规模应用还需十年或更长的时间.本文引用了一组比较超导电缆与传统电缆生命周期费用的数学模型,并通过具体实例对影响超导电缆大规模应用的因素进行了分析.2超导电缆简介超导材料的零电阻特性使其成为电流传输的理想导体.使用超导材料作为导体的电力传输电缆被称为超导电缆.低温超导电缆以液氦作为冷却剂,由于液氦价格昂贵,使得低温超导电缆失去了工业应用的可行性.使用高温超导材料制作超导电缆,可以在液氮的冷却下无电阻地传输电能,由于液氮的价格低廉,使高温超导电缆的大规模应用成为可能.超导电缆主要包括电缆本体、电缆终端和低温制冷系统.其中,电缆本体为电力传输主体,主要依靠超导线材进行电力传输,高温超导线材的运行温区为液氮温区(-196℃).终端3国家863计划(项目编号:2004AA306110),北京市科委2001重大科技项目(项目编号:H020*********),2004云南省合作项目(项目编号:2003BADCA05A041)资助的项目.作者email:xi_haixia@. 收稿日期:20052032315期席海霞等:超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较为电缆本体和外部其他电气设备相互连接的端口,主要通过电流引线实现电气连接,运行期间,电流引线的上端处于环境温度,下端处于液氮温区,所以终端还起着完成温度过渡的任务.低温制冷系统带走超导电缆运行期间产生的热损耗,为超导电缆提供超导环境.运行过程中,超导电缆消耗的能量主要包括(1)电缆本体进行电力传输产生的损耗;(2)电缆终端进行电力传输产生的损耗;(3)为保证超导电缆正常运行制冷机所消耗的能量.3电缆生命周期费用计算模型对于超导电缆,我们不仅希望其可以节能,而且还希望节省的这部分能量可以补偿其高昂的初期投资.这样,超导电缆才可能突破应用的局限性,替代传统电缆,获得大规模的应用.本节引入生命周期费用概念和计算模型,对超导电缆和传统电缆的生命周期费用进行比较.对于电缆,生命周期费用由电缆正式输电前的所有初期投资和电缆输电后整个生命周期内的运行费用两部分构成.根据文献[1],可采用如下模型进行计算E s=lI sχs+r((θ+ωs)l+τ)+0.0876εd{ρ[(θ+uωs)l+τ]+uωs l}(1)E s=lI sχs+0.0876dl uωc(2)其中,ω为单位长度电缆损耗,w/m.l为电缆长度,m.θ为单位长度漏热损耗,w/m.τ为终端损耗,w.ρ为带走低温区1W热负荷需要输入的制冷机的功率,称为卡诺系数.P为电缆输送的电功率,w.u为电缆利用率(相对全负荷).I为电流,A.x为电缆价格,＄/kAm.r 为单位热负荷制冷机价格,＄/W.ε为电费,cent/kWh.d为贴现因子.下标s代表超导电缆,c代表传统电缆.式(1)前两项分别为超导电缆和其配套的低温系统的初投资,后一项为超导电缆运行的能量消耗.式(2)的前一项为传统电缆的初投资,后一项为传统电缆运行的能量消耗.式(1)和(2)均没有考虑电缆前期的设计和安装费用,及后期的维护费用,实际应用中,可根据具体情况确定是否考虑相关费用.对一组超导电缆和传统电缆的生命周期费用进行比较时,它们的传输容量通常不同,因此,我们以单位传输功率的生命周期费用为标准进行比较,引入容量系数R=P sP c ,当E sP s=E cP c即E s=R E c(3)时,认为两类电缆的生命周期费用相等.将(1)和(2)带入(3)整理得l=rτ+0.0876εdρτR I cχc-I sχs-r(θ+ωs)+0.0876εd[(Ruωc-uωs)-ρ(θ+uωs)](4)令A=rτ+0.0876εdρτB=RI cχc-I sχs-r(θ+ωs)+0.0876εd[(Ruωc-uωs)-ρ(θ+uωs)]当BΦ0时,任何长度传统电缆的生命周期费用将小于超导电缆的生命周期费用.当B>0979 低 温 物 理 学 报 27卷时,存在一个最小长度l min=AB,当l>l min时,超导电缆的生命周期费用小于传统电缆的生命周期费用.由B=0,得χs=RI cχc-I sχs-r(θ+ωs)+0.0876εd[(Ruωc-uωs)-ρ(θ+uωs)]I s(5)根据式(5),可以得到超导电缆价格与某一或某几个参数的一条或几条曲线,当在曲线上方或曲线上取值时,BΦ0,当在曲线下方取值时,B>0.式(5)可以根据计算和分析需要采用不同的表达方式.综上所述,当所有数据已知时,我们可以根据式(1)和(2)对超导电缆和传统电缆的生命周期费用直接进行计算,并通过引入容量系数R对二者进行比较.如果想分析某一或某几个参数对超导电缆和传统电缆的生命周期费用差距的影响,可以采用式(4)和(5).下面将举出一组实例进行说明.4举 例表1为一组超导电缆与XL PE电缆的运行参数,引自文献[1].表1 超导电缆与X LPE电缆的运行参数名称H TS电缆XL PE电缆电压/kV132138额定电流/A30001080额定传输功率/MVA685258每相终端损耗/W650N/A每相热损耗/W・m-11N/A每相导体损耗/W・m-1126.3运行温度/K65环境温度假设电费为5cent/kWh,XL PE电缆价格为＄100/kAm,贴现因子为14.3(生命周期为40年,贴现率为7%),对制冷机价格和生命周期内平均电缆利用率分别取不同值,则根据式(5)可得到一组超导电缆价格与制冷机相对卡诺效率的曲线图,如图1.结合图1、式(4)和(5),可得如下结论:(1)在曲线下方取值时,超导电缆生命周期费用小于传统电缆.(2)电缆利用率越高,制冷机价格越低,越容易实现超导电缆的生命周期费用小于传统电缆的生命周期费用.(3)制冷机的相对卡诺效率越高,超导电缆价格越低,越容易实现超导电缆的生命周期费用小于传统电缆的生命周期费用.根据文献[2]和[3],制冷机价格、超导线价格、柔性低温保持器价格和制冷机性能的现状和未来可能实现的目标如表2所列:0895期席海霞等:超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较 图1 超导电缆价格与制冷机相对卡诺效率的关系曲线图(相对卡诺效率=理想卡诺系数/实际卡诺系数,理想卡诺系数=(环境温度-液氮温度)/液氮温度)表2 制冷机价格、超导线价格、低温保持器价格和制冷机性能的现状和未来名称××制冷机价格/＄・W ××超导线价格/＄・(kAm )-1××低温保持器价格/＄・m -1××制冷机效率/%×××超导电缆价格/＄・(kAm )-1现在10020057610832将来252528830128 ××:表中数据均为国际价格,我国在超导线材的生产能力和价格方面与国际同步,其他几方面均落后于国际水平.×××:用超导线材与低温保持器的价格之和代替超导电缆价格.假设缠绕角度为30°,线材利用率为60%,额定电流为3kA ,三相电缆平行,冷绝缘,三相共用一个低温保持器.计算公式:超导电缆价格(＄/kAm )=超导线价格/cos30°/0.632+低温保持器价格/3/3.根据表2的数据,对于本例中的比较对象,目前超导电缆生命周期费用远远高于XL PE 电缆的生命周期费用,超导电缆只能用在需要扩容但空间受限的特殊场合.将来,当制冷机价格、超导线价格、柔性低温保持器价格和制冷机性能达到表2所列目标时,取电缆利用率u =1,根据式(4)可以得到l min =378m ,当l >l min 时,超导电缆的生命周期费用小于传统电缆的生命周期费用,超导电缆可以在更多的场合使用.5总 结文章提供了计算超导电缆和传统电缆生命周期费用的计算模型式(1)和(2).通过引入容量系数R ,可对超导电缆与传统电缆的生命周期费用进行比较,根据式(5)可以分析制冷机价格、制冷机性能、超导电缆价格、电费、电缆利用率等因素对超导电缆与传统电缆之间的生命周期费用差距的影响.根据式(5),对参数为132kV/3kA 的超导电缆和138kV/1.04kA 的XL PE 电缆进行了生命周期费用的比较,并给出了一组曲线,从曲线中可以明确看出不同因素的影响趋势.结合超导相关技术目前和将来的发展趋势,给出了该组电缆的生命周期费用的比较结果.结果189289 低 温 物 理 学 报 27卷表明随着超导电缆相关部件价格的降低和性能的提高,其生命周期费用将会逐渐降低,并在将来实现大规模推广应用,但目前只能应用于某些特殊的场合.[1]R.S.Silberglitt,Strengt hening t he Grid:Effect of High2Temperature Superconducting Power Technologies onReliability,Power Transfer Capacity,and Energy Use(RAND,CA,2002),39～51.[2]Wolsky,A.M.,H TS cable2status,challenge and opportunity,Proceedings of t he2005DO E Wire DevelopmentWorkshop,VII7～15.[3]M.J.G ouge,Cryogenics Assessment Report(Oak Ridge National Laboratory,2002),3～8.COMPARE OF LIFE2CYC L E COST BETWEENSUPERCON D UCT OR CAB LE AN DCONVENTIONAL CAB LE3X I H AI2X IA R EN A N2L IN X IN Y IN GI nnopower S u perconductor Cable Co.,L t d,Bei j ing, 100176(Received31March,2005) Being one of main developing directions of high temperat ure superconduc2tor technology’s power application,superconductor cable(SC)get s more andmore attention for it s feat ure of low energy loss,large capacity and pollutionf ree.This paper gives a group of mat hematical models to compare t he life2cy2cle co st between SC and conventional cable(CC),by which we can analyzehow t he price of cryo2cooler,t he p rice of SC,efficiency of cryo2cooler,andcable utilization affect t he life2cycle cost of SC,and point out t he indust rializa2tio n directio n of SC.An example of comparing a SC wit h a CC is also presen2ted in t his paper..K eyw ords:superconductor cable(SC),conventional cable(CC),life2cycleco stPACC:7400,74903Project supported in part by China National863plan(Grant No.:2004AA306110),Beijing Municipal G overnment (Grant No.:H020*********)and Yunnan Provincial G overnment(Grant No.:2003BADCA05A041).email:xi_haixia@.。