[发明专利]一种基于双面超导薄膜的可重构限流器

说明书

本发明公开了一种基于双面超导薄膜的可重构限流器，包括基底和对称设置在基底两侧结构相同的第一超导层和第二超导层；第一超导层与基底接触面设置有通过光刻得到的多个限流单元；限流单元包括用于电流流入的第一接口和用于电流流出的第二接口，及设置在第一接口和第二接口之间的电流路径；第一接口和第二接口之间的两条电流路径左右对称设置；本发明通过单面超导限流单元的可重构，可实现不同的限流效果及限流单元之的同步失超；通过双面超导薄膜限流单元之间的可重构可应对不同的工作需求及限流容量的扩展。

技术领域

本发明涉及电阻型超导限流技术领域，具体涉及一种基于双面超导薄膜的可重构限流器。

背景技术

为了满足日益增长的生产以及生活中的电力需求，电力系统的规模和容量在不断扩大，系统的互联也日益增强。同时为了实现绿色、协调以及可持续发展，新能源发电以及分布式电源接入电网也逐渐引起人们的关注。因此，系统的短路电流水平也在不断上升，目前，国际上的断路器能开断的最大电流为100kA，而国内断路器目前最大的开断能力仅为63kA。目前的断路器不能满足开断短路电流的要求。

为了限制电网中过大的短路电流，使其不超过线路断路器的开断能力，在电力系统中安装故障电流限制装置是一种行之有效的措施。常用的故障电流限制装置主要为高阻抗变压器型限流器以及串联电抗器型限流器。随着高温超导技术以及超导电工技术的发展，超导故障电流限流器（超导限流器）是短路故障电流限制方面最活跃的研究方向之一。

超导限流器的种类很多，其中电阻型超导限流器是利用超导体的“超导态-正常态”的转变来对故障电流进行限制，原理简单容易实现（Lin Ye, and Archie Campbell.Behavior Investigations of Superconducting Fault Current Limiters in PowerSystems. IEEE Transactions On Applied Superconductivity, 16 (2), Jun, 2006）。在电力系统中安装超导型限流器是降低短路电流水平，满足断路器可靠开断以及提高电力系统暂态稳定性的有效措施（Lin Ye, Liangzhen Lin, and Klaus-Peter Juengst.Application Studies of Superconducting Fault Current Limiters in ElectricPower Systems. IEEE Transactions On Applied Superconductivity, 12 (1), Mar,2002）。但是现有的超导限流器不能同时满足不同的运行工况，不同运行工况条件下需要更换超导限流器，使用麻烦。

发明内容

本发明公开了一种可适用于不同电压电流工况要求的基于双面超导薄膜的可重构限流器。

本发明采用的技术方案是：

一种基于双面超导薄膜的可重构限流器，包括基底和对称设置在基底两侧结构相同的第一超导层和第二超导层；第一超导层与基底接触面设置有通过光刻得到的多个限流单元；限流单元包括用于电流流入的第一接口和用于电流流出的第二接口，及设置在第一接口和第二接口之间的电流路径；第一接口和第二接口之间的两条电流路径左右对称设置。

进一步的，所述第二接口为一个或两个。

进一步的，所述第一超导层远离基底一面设置有第一金属保护层，第二超导层远离基底一侧设置有第二金属保护层；第一金属保护层和第二金属保护层厚度为100～300nm。

进一步的，所述基底为铝酸镧制备，厚度为0.5cm。

进一步的，所述电流路径为n条首尾相连的相互平行的条状刻蚀结构构成，n≥1的整数。

进一步的，所述第一超导层和第二超导层为YBCO制备，厚度为300～500nm。

本发明的有益效果是：