電網規模日益擴大，互聯程度日益增強，短路電流也隨之增大，現有繼電保護措施面臨瓶頸，常規限流器影響電能質量，超導限流器向現實生產力的轉化顯得非常迫切。超導限流器主要是利用超導體的超導態，正常態轉變的物理特性，實現對故障短路電流的限制，提高電網的暫態穩定性。

近期，國家電網科技項目“磁偏置高溫超導限流器運行實驗技術”通過了超導和電力相關領域專家組成的院士專家組的驗收。

為了驗證磁偏置超導限流器在并網工況下的運行實驗技術，國內首次在遼寧虎石臺高壓試驗場搭建了超導限流器10.5kV并網運行試驗系統，實現故障電流一個半周波獲得快速超導限流動作響應，獲得超過額定電壓7倍以上高壓絕緣性能，超導限流電阻超過額定兩倍。實驗表明高溫超導限流器并網試驗技術領域取得了關鍵技術突破，為高壓交流斷路故障限流提供了技術依據，為推廣應用超導限流器奠定技術基礎。

磁偏置高溫超導限流器利用超導失超電阻特性，在系統因短路故障等原因出現過電流時，在串聯線路中產生非線性高阻抗限制短路電流，可在極短時間內有效地限制故障電流。而自觸發磁偏置超導限流器是基于無感超導線圈自觸發實現一級限流，隨后轉移到雙分裂電抗器支路進行二級限流，提高了限流的可靠性，避免了失超恢復等待時間。

由于平行帶材式YBCO超導無感線圈采用了自張緊裝置，零部件精細，加工難度極大。通過與合肥科聚低溫技術有限公司和合肥科燁電物理設備制造有限公司開展聯合攻關，在平行帶材式YBCO超導無感線圈機械結構設計、關鍵工藝技術研究上實現了重要突破，攻克了高溫超導線材自張緊結構設計、超導無感單元模塊化集成及超導接頭焊接等難題，為構造超導限流器提供了核心技術支撐，也為解決電網短路故障問題提供可靠的解決方案，是提高電網安全性的一條全新技術途徑。

限流器屬于電器元件領域，是一種特別用于限制電流的裝置，其特征在于它有一個標準環型鐵芯，在所述的鐵芯上纏繞有多芯的銅芯膠包線，在所述的多芯的銅芯膠包線上間隔一定距離分別設置有一個動力電源的接口，一個普通家用電器電源的接口和一個照明電源接口。超導是指某些物質在溫度下降到某一溫度Tc以下時，電阻變為零的現象。Tc稱為該物質的轉變溫度或臨界溫度。具有超導功能的材料，當其溫度T>Tc時，處于正常態，電阻不為零且服從一般的電阻規律;當T

處于超導態的物體具有兩個特性：電阻完全為零;完全抗磁性，即超導體內磁感應強度為零。上述特性可穩定保持和重復。這三點是國際上公認的檢驗物體是否超導的準則。

高溫超導限流器

主要應用于電網短路故障電流的限制

高溫超導限流器作為一種有效的短路電流限制裝置，在發生短路故障時，能夠迅速將短路電流限制到可接受的水平，從而避免電網中大的短路電流對電網和電氣設備的安全穩定運行構成重大危害，可以大大提高電網的穩定性，改善供電的可靠性和安全性。V超導限流器已在云南普吉變電站掛網運行，并成功經受了3次人為短路故障的檢驗。220KV超導限流器也已研發成功，只待掛網運行。

從應用范圍來看，超導限流器可安裝于發電廠、輸電網、變電站等場所。預計國內首先應用于變電站，尤其是220KV及以上的變電站。我們估計國內市場規模在1700億-2800億元，利潤空間在600億-1000億元。

超導限流器的工作原理

超導限流器(英文縮寫SFCL)是利用超導材料的超導態––正常態(S–N)轉變特性及一些輔助部件，在線路出現故障時產生一個適當的阻抗來實現限流。當故障線路被斷開或故障消失后，限流器自動復位。限流器可在高電位運行，正常運行時表現為零阻抗或極小阻抗，幾乎無損耗地通過額定電流;故障時可在幾毫秒內作出反應，根據需要把短路電流限制在額定電流的兩倍左右。觸發、復位均自動，限流效果顯著，實現了取樣、檢測、觸發、限流、復位一體化。

超導限流器優點

1、動作速度快，反應時間小于20ms(在一個電力周波內);

2、可在電力系統故障時自動觸發;能將短路電流減少一半以上;

3、故障線路被斷路器開斷后，能快速自動復位并在幾秒之內多次動作，以配合重合閘;

4、正常運行時，功耗應接近于零，不能高于輸送功率的0.25%;

5、可靠性應高于與其同時運行的斷路器。

新聞來源：中國科學院合肥物質科學研究院