一种高温超导变压器的优化设计:复合带宽及多间距结构

摘要：

高温超导变压器由于具有体积小,交流损耗低等优点而在电网中占有非常重要的作用.本文设计了一种三相1 MVA容量的混合行高温超导变压器,为10 MVA大容量的高温超导变压器的设计提供技术经验.其中,高压绕组采用常规Cu导线;低压绕组采用YBCO第二代高温超导带材,由12个饼并联绕制而成.为了优化其结构,采用了有限元分析方法,在Opera-3D中建立了“磁-路”耦合模型并进行计算.计算结果表明,低压线圈中的电流分布不均匀,导致了材料的浪费并且可能造成线圈损坏.因此,我们采用复合带宽线圈替换相同带宽的线圈,即:12根带材的宽度与其承载的电流的大小成正比.结果给出了复合带宽线圈中每个饼的电流分布情况,表明复合带宽线圈可以应用于变压器中.同时,为了提高低压线圈中电流的均一性,我们提出了多间距结构,并且将实验电流与临界电流的比值定义为电流均一度.结果显示修改后的设计有更好的电流均一性.

关键词：高温超导变压器、YBCO、电流均一性、有限元分析

所属期刊栏目：39

分类号：TM4;TM2

资助基金：上海市科学技术委员会16DZ0504300,16521108400,14521102800;国家自然科学基金51572165,11174193;重点项目2016YFF0101701;中国科学院无机功能材料重点实验室项目化学沉积法中间相演化及YBCO的形成资助的课题.This work is partly sponsored by the Science and Technology Commission of Shanghai Municipality16DZ0504300,16521108400 and 14521102800;the National Natural Science Foundation of China51572165,11174193;National Key Research and Development Plan2016YFF0101701;the Program for Key Laboratory of Inorganic Function Materials and Devices,Chinese Academy of Sciences

在线出版日期：2017-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：48-54