空心超导变压器参数设计对可控阻抗型限流器性能的影响

介绍了可控阻抗型超导限流器的电路结构和工作原理,该限流器由空心超导变压器及PWM变流器组成.故障发生后,通过变流器控制变压器二次侧注入电流的相位和幅值,进而调节限流器的等效阻抗,从而实现抑制短路电流的目的.针对空心超导变压器参数设计对限流器工作性能的影响,以初始补偿电流、不同工作模式下的限流阻抗以及变流器的功率传输为指标,进行了理论研究;以该型限流器在一个三相接地系统的应用为例,利用Matlab建立仿真模型,分析了不同变压器参数下限流器工作性能的差别.仿真结果与理论分析相符,得出如下结论:增大变压器一次侧自感有利于加强限流能力;增加变比会导致初始补偿电流的上升;提高耦合系数有助于降低变流器的无功功率输出.     

基于空心超导变压器的可控阻抗型限流器试验

可控阻抗型超导限流器是一种新型的故障限流器,它由空心超导变压器和脉宽调制（PWM）变流器组成。系统正常运行时,变流器的输出电流与系统电流满足一定关系,使得超导变压器一次侧两端电压被补偿为0,限流器对系统无影响。当发生短路故障时,通过控制变流器输出电流的幅度和相位来调节限流器等效接入系统的阻抗,进而实现限流目的。为检验该限流器的有效性及空心超导变压器的可行性,进行了小型样机的试验研究。试验结果与理论分析相符,这对下一步开展可控阻抗型超导限流器在实际电力系统中的应用有重要指导意义。     

电流补偿型超导限流器的研究

电流补偿型超导限流器是一种新型的限流器拓扑,它由等效电流源、限流电阻并联后通过连接变压器串联人电力系统.正常运行时,等效交流电流源值与系统电流值保持一致,限流器对系统运行无影响;故障后,系统电流值远大于等效交流电流源值,限流电阻立刻自动投入限流.给出了实际应用电路及其控制系统,理论分析和仿真结果论证了该种超导限流器具有良好的限流特性.     

超导限流储能系统的原理与有源限流仿真

基于限流集成原理与储能集成原理,共用一个超导磁体,将桥路型超导故障限流器(BSFCL)与超导储能系统(SMES)集成于一体,构成了超导限流储能系统(SFCL-MES).该系统解决了桥路型故障限流器不能限制故障电流稳态值以及超导储能在系统故障时的补偿容量过大的问题.所提出的SFCL-MES既可以限制故障电流峰值和稳态值,也可以补偿系统电压,提高了超导磁体的利用率.文中分析了SFCL-MES的有源限流的原理,给出了它的有源限流等效模型.在此基础上,提出了SFCL-MES的有源限流的2种实现方法:有源电阻限流和有源电压限流.在PSIM上对SFCL-MES有源限流的各种方式进行了仿真.仿真结果验证了它的可行性.     

超导限流器引入配电系统后的短路行为仿真

借助EMTP对10 kV配电系统中引入超导限流器的短路行为进行了仿真。给出了超导限流器的数学模型,着重分析了超导限流器限流电阻和故障检测时间对短路电流峰值、非故障线电压、超导限流器上的电压的影响。仿真结果表明, 增大限流电阻可以显著降低短路电流的峰值,并有利于维持非故障线的电压,但限流器上的电压也会增加。故障检测时间是影响超导限流器性能的关键参数,快速故障检测对提高超导限流器的性能、降低开关开断后的恢复电压非常有利。     

超导储能限流系统中组合型桥路超导故障限流器设计

传统桥路型超导故障限流器存在诸多不足。文中提出了一种组合型桥路超导故障限流器的设计。在阐述其工作原理的基础之上给出了主要的参数设计;根据应用工况在仿真软件MATLAB中对其性能进行仿真验证。结果证明:组合型桥路超导限流器可有效限制短路电流;基于网侧电流幅值的控制策略可有效控制超导线圈的投切。由于组合型桥路超导故障限流器的优异性能,将其作为超导储能限流系统的设计方案。     

分裂电抗型超导限流器的交直流限流特性

随着交直流电网规模的不断增长,纯电阻型超导限流器已经难以满足其限流需求。为了减少超导带材的用量并提高电阻型超导限流器的经济性,通过引入空芯分裂电抗器,研究了一种分裂电抗型超导限流器（DRSFCL）并对其基本限流原理进行了分析。通过建模和仿真研究,主要分析了DRSFCL在10 k V电压下的交直流限流特性,得到其在交流冲击下可有效地限制短路电流的第一波峰值,限流作用比较明显,且在直流冲击下也有较好的限流作用。最后通过直流冲击平台对部分直流仿真结果进行了试验验证,试验结果与仿真结果基本一致。     

超导故障限流器对继电保护的影响

超导故障限流器可以在限流的同时实现控制非故障线路电压跌落的目的。分析了超导故障限流器的动作会不会影响系统中原有继电保护装置的正常运行,以及如何与保护装置配合动作2个问题。对超导故障限流器会不会使原有系统的电压电流波形产生畸变作出了分析。为了验证分析的正确性,使用电力系统仿真软件PSCAD对其进行仿真,得出一些有益的结论。     

一种新型超导限流器的研究

新型的桥路型超导限流器,正常工作时,直流偏压源提供桥路直流,不出现限流;故障时变压器二次侧超导线圈失超,阻抗增大,实现限流目的。由于控制电路采用电力电子技术,反应时间短,符合系统的要求。     

超导故障限流器的电力应用研究进展

从限制电力系统短路电流出发,介绍了一种全新的超导限流技术,分析 了超导故障限流器的限流原理和特性,详细介绍了6种类型的超导故障限流器结构及其工作 原理,并阐述国内外各种超导故障限流器的研究现状和前景。     

Superconducting transformers

The technological progress of power frequency AC superconductors is remarkable and application studies are being carried out, targeting AC superconducting (SC) machines for power systems. The introduction of SC machines into the power system needs to display the merits of not only efficiency improvement, but also power system performance and operation. A conceptual design for a coreless superconducting transformer (SCT) is made, based on the above views and its merits evaluated. A future possible power system employing coreless SCTs is presented, and consideration is given to the actual service in a future power system     

Superconducting DC breaker

The scheme of a superconducting fault current limiter (SFCL) rated for operation in the DC electric networks at the maximum current of 300 A, is proposed. This device incorporates a module based on 2G high-temperature superconductors and a quick-action vacuum DC interrupter. Authors present the investigation results relating both to the current-limiting capacity of DC SFCL and to recovery time of the super-conducting state after current disconnection at the voltage of 3.5 kV.     

超导电力技术的发展与超导电力装置的性能检测

充分利用国内各种优势资源开展超导电力技术的研究与开发,对于提高我国电力设备行业在国际市场上的竞争力及电力系统的技术经济性能均有重大的意义。基于对国内外超导电力技术及超导电力装置的充分调研,概括了超导电力技术的研究现状,归纳了超导电力技术中的关键课题,即超导电力装置;超导电力系统的协调运行与系统理论研究;超导电力系统中的在线监测与控制策略;超导电力相关学科的基础研究。指出了未来超导电力装置的研究重点,并给出了具有代表性的超导电力装置的试验、检测内容和性能检测方法,迈出了超导电力装置性能检测方法与规程研究的第一步。     

陶瓷高温超导电缆不久将面世

超导电陶瓷是非常重要的材料。物理学家重视它是因为它无电阻和几乎无损耗。然而,它有一大缺点,即只能在-270℃的温度下工作。因为,剧烈冷却加工过程太昂贵,技术上不太可能实现。然而15年前高温超导体     

高温超导变压器

高温超导变压器与常规变压器相比 ,具有体积小、重量轻、效率高、无火灾隐患、不污染环境和限制短路电流改善系统动态稳定性等诸多优点。阐述了欧洲、美国及日本等国家的高温超导变压器的研究现状、基本特点、优越性及研究中存在的技术问题等。并且讨论了高温超导变压器的设计原则和将来其投入电力系统运行时所需要进一步考虑的问题     

一种超导电源研究与设计

本文介绍了一台FAIR（Facility for Antiproton and lon Research）项目预研的超导磁铁电源设计与研究。文中首先详细介绍了该电源所采用的由多相同步整流技术、无损平均电流测量技术所构成的拓扑结构。介绍了电源采用的控制拓扑和设计中所涉及的一些软硬件技术细节。最后通过一些波形和数据介绍了整个方案的设计结果。     

Superconducting compact synchrotron light source

A superconducting compact synchrotron light source, the NIJI-III, has been completed. The development of the NIJI-III was assigned to Sumitomo Electric Industries Ltd. by the Research Development Corporation of Japan and was deemed successful in October 1991 with the attainment of the design goal of the stored beam current of 200 mA at the final beam energy of 600 MeV. The lattice has a four-sector configuration: four superconducting bending magnets and eight quadrupole magnets, achieving the optimum beam characteristics for lithography. The world's first superconducting bending magnet was developed and adapted, and was characterized by a cosθ type without an iron, a large bore of 200 mm, and a strong curvature of 0.5 m. Furthermore, a newly developed vacuum system and an rf system were installed. The high-speed electron-beam wobbling method was investigated at a 20-Hz triangular wave for the exposure of the vertical field of synchrotron light. It was demonstrated that the expansion of the vertical exposure area agreed with the theoretical calculation, and that there was no effect on the beam lifetime. The achievement of the NIJI-III can be expected to contribute much to the development of various research applications of synchrotron light.     

超导限流式直流开断技术1:超导限流研究

高压直流断路器的成功研制是直流多端输电系统和直流电网发展的关键。目前高压直流断路器的发展方兴未艾,但开断的短路电流值仍然有限,笔者提出了一种基于超导限流技术的高压直流断路器,可以极大提高短路电流的开断能力。该直流断路器由直流超导限流模块和开断模块组成,文中的研究内容为超导限流模块的快速限流特性、电流转移特性、大电流耐受特性。实验结果表明,超导限流模块具有快速的限流特性,在1 ms内即开始限流,能将几十千安培甚至上百千安培的短路电流限制在几千安培,施加磁场后的超导限流模块具有宽电流限制能力。所提出的直流断路器将超导限流技术和直流开断技术有效结合,具有反应迅速,开断电流大,可用于高电压场合的优势,是一种有发展前途的高压直流断路器。     

超导无线电能传输技术

近年来,无线电能传输技术已成为了热点技术。与传统电能传输方式相比,无线电能传输更为方便、安全,并已被应用于多个领域。由于无线电能传输效率取决于发射与接收线圈本身的电阻,线圈电阻越小,传输效率越高。超导体所具有的直流零电阻、交流低损耗的特性,使得超导材料用于无线电能传输具有显著的效率优势。介绍了超导无线电能传输技术的研究现状,中国科学院应用超导重点实验室关于超导无线电能传输方面已经开展和正在进行的研究工作,指出了超导无线电能传输技术潜在的应用前景。