基于YBCO带材的超导限流器的多端直流限流暂态问题研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:wuyongliang0907
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随着新能源及电力电子技术的快速发展,基于电压源型换流器的多端直流输电(MTDC)技术成为新能源接入的理想选择而得到快速发展。但是,直流故障的限流开断问题一直是限制多端直流输电系统快速发展的障碍之一。针对这一问题,我们提出了将电阻型超导限流器(RSFCL)应用于多端直流输电系统的方案,进行直流侧故障电流限制和实现直流断路器轻型化。本文主要研究基于YBCO超导带材的电阻型超导限流器在直流冲击下的暂态特性和技术难点,包括如下内容:  (1)针对电阻型超导限流器的设计需要,选择多种YBCO超导带材,开展短样带材的短时大电流冲击实验研究。分析带材的失超电阻特性、最大冲击电流极限及其内在联系。并且,开展裸带和绝热带材的过流冲击对比实验研究,分析绝缘层对带材冲击的影响。  (2)针对不同环境温度进行了临界电流和冲击特性的测试,对比结果展示了过冷液氮条件对于冲击特性的影响。根据超导特性和带材参数建立了超导带材的短时冲击模型,并通过实验数据验证了其可靠性。该模型将帮助分析现有超导带材应用于直流限流的局限以及改进方向。  (3)测试YBCO带材在不同冲击、不同散热条件下的失超恢复时间。采用控制热流密度的方式获得带材在液氮下的换热曲线,定量的分析失超恢复过程。据此确定合适的带材恢复区间以及加快失超恢复的措施。  (4)利用小型无感超导线圈单元(电阻型超导限流器单元)模拟直流电网故障限流过程。采用理论分析、建模仿真和实验测试等方法,对比分析电阻型超导限流与电感限流的优劣,考察电阻型超导限流器在直流限流中与电感限流的配合效果。
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