[发明专利]一种超导限流变压器

说明书

本发明涉及一种超导限流变压器，该超导限流变压器主要由一次侧超导绕组(10)、二次侧超导绕组(15)、玻璃钢低温容器(14)和常规铁心(16)组成，并且一次侧超导绕组(10)在外侧、二次侧超导绕组(15)在内侧，一次侧超导绕组(10)与二次侧超导绕组(15)同轴组装，安置于环形玻璃钢低温容器(14)中，低温容器(14)与其内的超导绕组同心地套于铁心(16)上。本发明所述超导限流变压器兼具限流器和变压器的功能，一次侧超导绕组并联的不锈钢带材与二次侧超导绕组的不锈钢丝骨架均能在系统发生故障时起到分流的作用，具有很高的动态稳定性。

技术领域

本发明属于变压器技术领域，具体涉及一种超导限流变压器。

背景技术

随着经济的快速发展，电网容量不断扩大，系统短路电流随之增加，为了保证电力系统故障时的暂态稳定性，传统变压器的电抗已较之前增加20％，可以起到限制短路电流上升率的作用，但变压器的高电抗会影响电力系统正常状态时的传输容量和静态稳定性，同时增加变压器的制造成本和运行中的损耗。

鉴于此，本专利提出一种超导限流变压器，其兼具变压器和限流器的功能。当电力系统稳定运行时，超导限流变压器处于低阻抗状态，从而提高电力系统的静态稳定性和传输容量；当电力系统发生故障时，由于超导绕组失超，阻抗增加，达到限制短路故障电流的目的。

发明内容

本发明的目的是提供一种超导限流变压器结构，其特征在于：包括一次侧超导绕组(10)、二次侧超导绕组(15)、玻璃钢低温容器(14)和常规铁心(16)，所述一次侧超导绕组(10)与二次侧超导绕组(15)同轴组装，套于常规铁心(16) 上，并且所述一次侧超导绕组(10)在二次侧超导绕组(15)外侧。

进一步地，所述一次侧超导绕组(10)采用失超电阻率较高、高载流的第二代高温超导带材(3)与不锈钢带材(2)并联绕制在绝缘骨架(1)上，且所述第二代高温超导带材(3)与不锈钢带材(2)外侧均使用绝缘材料包覆。

进一步地，所述第二代高温超导带材(3)可以为ReBa₂Cu₃O_7–δ(ReBCO) 材料，其中Re可被任一稀土元素代替，优选Re为钇(Y)、钆(Gd)或钐(Sm)等。其中，YBCO是目前研究最多，并已成功实现商品化的第二代高温超导材料，是最主要的应用形式。这种材料可在液氮(77K)制冷环境中使用，具有更高的载流能力。

进一步地，所述二次侧超导绕组(15)是由第二代高温超导带材(3)绕制在扭绞不锈钢丝股线(4)形成的骨架上，制成不锈钢线芯的绕组电缆导体(6)，且所述绕组电缆导体(6)外侧使用绝缘材料进行包覆，再将所述绕组电缆导体 (6)绕制在绝缘骨架(5)上所形成的。

进一步地，在所述一次侧超导绕组(10)与所述二次侧超导绕组(15)的上端放置绕组上盖板(9)，并在其下端放置绕组下盖板(17)；用拉螺杆(11) 将所述绕组上盖板(9)和绕组下盖板(17)固定；将所述一次侧超导绕组(10) 与所述二次侧超导绕组(15)引线分别与常规导体焊接在一起，然后再将其分别从高压套管(7)和低压套管(12)中引出，然后放入玻璃钢低温容器(14)中，并在玻璃钢低温容器(14)和盖板(13)的结合面上涂抹耐低温绝缘材料，将所述盖板(13)盖上；最后用紧固螺栓(8)将所述玻璃钢低温容器(14)和所述盖板(13)紧固，套在常规铁心(16)上。