專利名稱：帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種高電壓沖擊限制技術(shù)，主要應(yīng)用于對(duì)超導(dǎo)故障限流器的保護(hù)，特別是一種帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器。
背景技術(shù)：
隨著電力系統(tǒng)裝機(jī)容量的不斷擴(kuò)大和并網(wǎng)電站的增多，電網(wǎng)的短路電流水平迅速增大，如果全部更新電網(wǎng)中的斷路器和其它電氣設(shè)備，費(fèi)用很高。特別是隨著電壓等級(jí)的提高，研制高額定電流的斷路器存在困難。如果在電網(wǎng)中安裝限流器，將短路電流限制到各種設(shè)備可以接受的程度，就可以不必更新設(shè)備，甚至可以采用小型的斷路器來(lái)保護(hù)電網(wǎng)，這樣可以大大降低成本。
1989年以來(lái)，美國(guó)、德國(guó)、法國(guó)、瑞士和日本等都相繼開(kāi)展了高溫超導(dǎo)限流器的研究。目前研究較多的有電阻型、感應(yīng)屏蔽型、飽和鐵芯型和橋路型等。其中飽和鐵芯型超導(dǎo)故障限流器是利用傳統(tǒng)的飽和電抗器原理來(lái)限流。只是傳統(tǒng)的普通直流繞組用超導(dǎo)材料來(lái)代替。首先超導(dǎo)繞組在整個(gè)過(guò)程中都不失超，因此沒(méi)有恢復(fù)時(shí)間；其次響應(yīng)時(shí)間快；再次超導(dǎo)繞組中為直流，無(wú)交流損耗；第四，所需的直流電源功率很小，這是超導(dǎo)直流繞組最大的益處，因?yàn)槿粲闷胀ㄖ绷骼@組，則需要很大功率的直流電源為其供電，這在恒流源的制造上有很大的難度。
目前，國(guó)內(nèi)外都有研究這種類型限流器的實(shí)驗(yàn)室模型，無(wú)一不提到在限制短路電流期間，交流側(cè)對(duì)直流側(cè)的影響，為此都在探討解決超導(dǎo)直流繞組上高壓沖擊問(wèn)題。本申請(qǐng)人曾于2004年7月28日申請(qǐng)中國(guó)發(fā)明專利“快速限流型超導(dǎo)故障限流器”(申請(qǐng)?zhí)?00410058695.5)，其包括鐵心組，包括兩個(gè)及兩個(gè)以上成對(duì)的相同的口字形鐵心，均由硅鋼片裁剪疊合而成；交流繞組，分別套設(shè)在口字形鐵心的鐵心柱外，每一相的所有交流繞組相互串聯(lián)后，串接在交流電網(wǎng)中；超導(dǎo)直流繞組，包圍所有鐵心的內(nèi)側(cè)鐵心柱，并與恒流直流電源相接；短路輔助繞組，放置在超導(dǎo)直流繞組的內(nèi)側(cè)或外側(cè)，其形狀與超導(dǎo)直流繞組匹配；感應(yīng)斷路器，接在超導(dǎo)直流繞組的直流回路中；杜瓦，為一低溫容器，將所述的超導(dǎo)直流繞組全部容置于其真空腔中?？焖傧蘖餍统瑢?dǎo)故障限流器響應(yīng)迅速，限制短路電流比一般超導(dǎo)故障限流器的速度快，同時(shí)可以避免高壓沖擊對(duì)直流側(cè)的影響。但是，由于在限制短路電流瞬間，需要切斷恒流直流電源，因此其中必須設(shè)置感應(yīng)斷路器，該感應(yīng)斷路器的控制部分很復(fù)雜，使整個(gè)裝置的制作難度加大，價(jià)格升高。在進(jìn)一步的研究和試驗(yàn)中，本申請(qǐng)人發(fā)現(xiàn)不用感應(yīng)斷路器，而對(duì)短路環(huán)進(jìn)行改進(jìn)和提高，同樣可以達(dá)到限制高電壓沖擊甚至更好的效果，從而發(fā)明了一種簡(jiǎn)單可行、切實(shí)有效的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足和缺陷，提出一種帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，利用短路環(huán)解決限流器在限制短路電流過(guò)程中直流側(cè)的高電壓沖擊，使直流回路中超導(dǎo)直流繞組的感應(yīng)電壓趨為零，不僅保護(hù)了恒流直流電源，而且使恒流直流電源更好地工作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)。
為達(dá)上述目的，本發(fā)明提供一種帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其包括由硅鋼片裁剪疊合成的鐵心組、串接在交流電網(wǎng)中并套設(shè)在鐵心組的鐵心柱外的交流繞組、與恒流直流電源相接并包圍所有內(nèi)側(cè)鐵心柱的超導(dǎo)直流繞組、以及將超導(dǎo)直流繞組全部容置于其真空腔的杜瓦，其中，還包括與所述的超導(dǎo)直流繞組緊耦合、與交流繞組松耦合的短路環(huán)，該短路環(huán)用普通銅導(dǎo)線或超導(dǎo)材料繞制而成。
所述的用于繞制短路環(huán)的超導(dǎo)材料選自超導(dǎo)帶材或超導(dǎo)線材。
所述的短路環(huán)的截面形狀選自圓形、跑道形、圓角正方形、圓角矩形。
作為一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的外側(cè)。
作為另一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的內(nèi)側(cè)。
作為再一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)與所述的超導(dǎo)直流繞組同軸，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的上部。
作為又一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)與所述的超導(dǎo)直流繞組同軸，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的下部。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于本發(fā)明利用短路環(huán)解決限流器在限制短路電流過(guò)程中直流側(cè)的高電壓沖擊，使直流回路中超導(dǎo)直流繞組的感應(yīng)電壓趨為零，不僅保護(hù)了恒流直流電源，而且使恒流直流電源更好地工作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，易于實(shí)現(xiàn)，是當(dāng)前解決限流器在限制短路電流過(guò)程中直流側(cè)的高電壓沖擊的最好的辦法。


圖1a為本發(fā)明中的圓形短路環(huán)的截面示意圖；圖1b為本發(fā)明中的跑道形短路環(huán)的截面示意圖；圖1c為本發(fā)明中的圓角正方形短路環(huán)的截面示意圖；圖1d為本發(fā)明中的圓角長(zhǎng)方形短路環(huán)的截面示意圖；圖2a為短路環(huán)設(shè)置在超導(dǎo)直流繞組外側(cè)的示意圖；圖2b為短路環(huán)設(shè)置在超導(dǎo)直流繞組內(nèi)側(cè)的示意圖；
圖2c為短路環(huán)設(shè)置在超導(dǎo)直流繞組上部的示意圖；圖2d為短路環(huán)設(shè)置在超導(dǎo)直流繞組下部的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
本發(fā)明提供一種帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其包括由硅鋼片裁剪疊合成的鐵心組、串接在交流電網(wǎng)中并套設(shè)在鐵心組的鐵心柱外的交流繞組、與恒流直流電源相接并包圍所有內(nèi)側(cè)鐵心柱的超導(dǎo)直流繞組、以及將超導(dǎo)直流繞組全部容置于其真空腔的杜瓦，由于以上技術(shù)特征均為現(xiàn)有技術(shù)，不再詳細(xì)說(shuō)明，其中，還包括與所述的超導(dǎo)直流繞組緊耦合、與交流繞組松耦合的短路環(huán)1，該短路環(huán)1用普通銅導(dǎo)線或超導(dǎo)材料繞制而成。
所述的用于繞制短路環(huán)1的超導(dǎo)材料選自超導(dǎo)帶材或超導(dǎo)線材。
如圖1a、圖1b、圖1c、圖1d所示，所述的短路環(huán)1的截面形狀可以根據(jù)超導(dǎo)直流繞組和杜瓦的形狀選自圓形、跑道形、圓角正方形、圓角矩形。
如圖2a所示，作為一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)1設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組2的外側(cè)。
如圖2b所示，作為另一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)1設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組2的內(nèi)側(cè)。
如圖2c所示，作為再一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)1與所述的超導(dǎo)直流繞組2同軸，所述的短路環(huán)1設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組2的上部。
如圖2d所示，作為又一種實(shí)施方式，所述的短路環(huán)1與所述的超導(dǎo)直流繞組2同軸，所述的短路環(huán)1設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組2的下部。
在發(fā)生短路故障時(shí)，限流器的交流繞組將在鐵心里產(chǎn)生很高的 后者自然也會(huì)在超導(dǎo)直流繞組2上產(chǎn)生很高的 Nk是超導(dǎo)直流繞組2的匝數(shù)，S是鐵心截面。這個(gè) 串聯(lián)在直流回路中，對(duì)直流回路將會(huì)產(chǎn)生很大的擾動(dòng)。倘若沒(méi)有短路環(huán)1，這個(gè)高電壓會(huì)直接威脅恒流直流電源，使恒流直流電源的制造難度加大，成本飚升。有了短路環(huán)1以后， 在超導(dǎo)直流繞組2中產(chǎn)生不出高電壓。
權(quán)利要求
1.一種帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其包括由硅鋼片裁剪疊合成的鐵心組、串接在交流電網(wǎng)中并套設(shè)在鐵心組的鐵心柱外的交流繞組、與恒流直流電源相接并包圍所有內(nèi)側(cè)鐵心柱的超導(dǎo)直流繞組、以及將超導(dǎo)直流繞組全部容置于其真空腔的杜瓦，其特征在于，還包括與所述的超導(dǎo)直流繞組緊耦合、與交流繞組松耦合的短路環(huán)，該短路環(huán)用普通銅導(dǎo)線或超導(dǎo)材料繞制而成。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其中，所述的用于繞制短路環(huán)的超導(dǎo)材料選自超導(dǎo)帶材或超導(dǎo)線材。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其中，所述的短路環(huán)的截面形狀選自圓形、跑道形、圓角正方形、圓角矩形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其中，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的外側(cè)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其中，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的內(nèi)側(cè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其中，所述的短路環(huán)與所述的超導(dǎo)直流繞組同軸，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的上部。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其中，所述的短路環(huán)與所述的超導(dǎo)直流繞組同軸，所述的短路環(huán)設(shè)置在所述的超導(dǎo)直流繞組的下部。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種帶短路環(huán)的超導(dǎo)故障限流器，其包括由硅鋼片裁剪疊合成的鐵心組、串接在交流電網(wǎng)中并套設(shè)在鐵心組的鐵心柱外的交流繞組、與恒流直流電源相接并包圍所有內(nèi)側(cè)鐵心柱的超導(dǎo)直流繞組、將超導(dǎo)直流繞組全部容置于其真空腔的杜瓦、以及恒流直流電源，其中，還包括與所述的超導(dǎo)直流繞組緊耦合、與交流繞組松耦合的短路環(huán)，該短路環(huán)用普通導(dǎo)線或超導(dǎo)材料繞制而成。本發(fā)明利用短路環(huán)可以解決限流器在限制短路電流過(guò)程中直流側(cè)的高電壓沖擊，使直流回路中超導(dǎo)直流繞組的感應(yīng)電壓趨為零，不僅保護(hù)了恒流直流電源，而且使恒流直流電源更好地工作，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低廉，是當(dāng)前解決限流器在限制短路電流過(guò)程中直流側(cè)高電壓沖擊的最好辦法。
文檔編號(hào)H01F6/00GK1815839SQ200510009149
公開(kāi)日2006年8月9日 申請(qǐng)日期2005年2月4日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月4日
發(fā)明者張永, 牛瀟曄, 高越農(nóng), 信贏, 王洋, 田波, 席海霞 申請(qǐng)人:北京云電英納超導(dǎo)電纜有限公司