220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆电流引线设计

电流引线的最小漏热优化和电气绝缘设计是220kV/3kA冷绝缘高温超导电缆终端设计的重要方面。为此,根据Weidemann-Franz定律分析了传导冷却方式下铜、铝材料电流引线的漏热情况,应用平均值法计算了最小漏热时铜、铝引线的长度、截面积、半径。结果表明,通过3kA电流时,截面积240mm2、长309.6mm铜引线和截面积400mm2、长308.0mm铝引线均满足最小漏热要求,单根引线每kA电流漏热分别为42.7 W和43.1 W。选用环氧树脂DW-3作为导体层电流引线的外部绝缘,制作样品进行了液氮环境下的工频击穿试验,得到了其击穿场强13kV/mm,推导了绝缘厚度和低温终端内半径的关系。结果表明,220kV低温终端内半径140mm,铜引线DW-3绝缘厚度22.0mm、铝引线DW-3绝缘厚度21.5mm均能够满足绝缘强度要求,并可与常规220kV室温终端配合。     

三相四桥臂D-STATCOM电流预测控制方法研究

为了解决配电网中存在的三相电流不平衡、谐波污染等问题,本文提出了基于电流预测控制的补偿方法。采用瞬时无功功率理论,计算出所需的补偿电流,然后将电流预测控制方法运用到D-STATCOM,建立其离散化数学模型,采用遍历法推算出在全部开关函数组合分别作用下的补偿器输出电压,并用合适的价值函数来选择最优的开关组合,按照补偿电流的参考值快速输出补偿电流。在PSCAD/EMTDC仿真平台上进行了仿真验证,按照所设计的控制策略,对三相四线制下的不平衡感性负载和注入谐波两种情况进行了无功补偿和谐波消除仿真,仿真结果表明所提出的控制方法能够实现快速的无功补偿和谐波消除。     

YBCO超导带材交流过流冲击下的稳定性

通过实验方式测量了各种交流过电流幅值以及持续时间情况下,YBCO超导带材电压、电流和温度,以及冲击后临界电流的变化情况,结合YBCO超导带材的过电流冲击下的热传导模型,以及液氮的热交换系数对YBCO超导带材过流冲击条件下的电及热特性进行分析,并根据对YBCO超导带材的性能退化与温度对应关系的分析,提出其过流冲击下的安全极限。研究结果可以为YBCO超导带材的性能优化和超导电力设备的设计提供有益的参考。     

75m三相交流高温超导电缆的研制

成功研制的75m长10.5kV/1.5kA三相交流高温超导电缆是目前世界上少数几组并入实际电网试验运行的三相交流高温超导电缆之一。超导电缆芯采用均流方法设计，在自主开发的专用绕线机上绕制；低温杜瓦管采用柔性波纹管和真空绝热结构；电缆的绝缘设计和加工实现了与常规电缆电绝缘工艺的兼容；低温制冷系统采用减压降温方式；在线监测系统采用光－电转换技术实现高电压隔离。该超导电缆的交流载流能力大于3500A，自2004年12月起，已累计在配电网中运行达7000h。     

液氮温度下菱格点胶薄膜绝缘特性

选用商用绝缘材料DPF(菱格点胶薄膜)进行液氮温度(77 K)下的工频击穿,雷电击穿和迭层效应试验研究,并与常温(25 K)下进行对比.单面菱格点胶薄膜是由PET薄膜一面加菱形环氧树脂涂层构成.实验表明,液氮温度下单层菱格点胶薄膜击穿场强为135.6 kV/mm,由于迭层效应的影响,随着绝缘厚度的增加,击穿场强逐渐减小...     

铁磁性基底对第二代高温超导带材交流损耗的影响

对采用不同工艺制备的不同基底的第二代高温超导带材的交流损耗进行了测量,并研究了铁磁性基底对其交流损耗的影响。结果表明,电流较小时,具有铁磁性基底的带材损耗要远大于Norris临界态模型计算值,并且制备工艺的不同也会对带材交流损耗产生一定影响。考虑铁磁基底的铁磁损耗,将铁磁损耗和磁滞损耗进行相加后,实验测量值和Norris模型很好地吻合,说明铁磁基底高温超导带材的损耗具有很大的影响。实验研究结果表明,对于采用PLD工艺制备的YBCO超导带材,基底没有磁性,带材交流损耗不受铁磁损耗影响,而采用IBAD工艺制备的哈氏合金基底YBCO带材和采用RABiTS工艺制备的Ni-W基底YBCO带材,由于基底具有磁性,在通电电流较小时,带材交流损耗不仅要考虑超导体的磁滞损耗,还要考虑基底铁磁损耗的影响。     

基于临界短路比的VSC-HVDC接入弱交流系统的运行特性EI北大核心CSCD

基于电压源换流器的高压直流输电技术(VSC-HVDC)具备不依靠受端系统提供换相电流的特点,具有向弱交流系统供电的能力,但接入弱交流系统后的运行特性还有待研究。建立了弱交流系统和VSC-HVDC的数学模型,从最大输送功率的角度分析了制约VSC-HVDC接入弱交流系统的因素,并通过交流侧潮流方程和受端系统的安全稳定条件,得出VSC-HVDC在弱交流系统中接入的理论临界短路比。在BPA软件中进行仿真验证,结果表明,当VSC-HVDC接入弱交流系统的短路比<1.4时,应采取文中提出的措施以保证系统稳定运行。仿真结果和理论分析相一致,为VSC-HVDC工程应用提供了理论指导。     

高温超导变压器高压绕组的绝缘设计和试验

为了研究630kVA/10.5kV三相高温超导变压器雷电冲击情况下的绝缘问题,设计研制了一台与630kVA超导变压器高压绕组1∶1的模型。导线采用与超导变压器所用高温超导Ag合金包套不锈钢加强Bi2223多芯带材同样尺寸的CuNi合金带材,导线以聚酰亚胺薄膜采用双半叠包工艺进行绝缘。高压绕组模型为多层圆筒式结构,层间置有层间绝缘和冷却通道。液氮温度77K下远高于国家规定的该电压等级标准(75kV)要求的155kV,雷电全波冲击试验、波过程的测量试验以及对波过程仿真计算的结果表明,测量结果和理论计算结果比较吻合,冲击电位分布接近线性,没有形成震荡,为630kVA/10.5kV高温超导变压器的成功研制提供了依据。     

多芯Bi2223/Ag带材在工频和77K下的交流损耗

本文研究７７Ｋ温区和不同背场下８１芯Ｂｉ２２２３／Ａｇ带材的舆交流损耗。临界电流的测量采用标准的四引线法;交流损耗的测量是在工频下样品通以正弦交流电流,利用电测法测量的。实验结果与Ｂｅａｎ临界态模型所预言的结果一致,损耗随背场的增大（临界电流的减小）而增大,并且与频率成正比;所以带材中损耗以磁带损耗为主,涡流损耗（耦合损耗）可能忽略。     

用于电流冲击实验的合闸角控制系统

介绍了一种用于短路试验的合闸角控制系统设计方案。阐述了系统结构和原理,详细介绍了系统的硬件构成,给出了总体结构图和过零检测电路原理图,并给出了控制用DSP开发板上加载的C程序流程图。实验结果表明,该系统可以精确控制短路试验中线路电流合闸角的大小。