冷絕緣高溫超導電纜穩(wěn)定裕度分析.pdf

1、高溫超導電纜與相同尺寸常規(guī)電纜相比，輸電容量可以提高3～5倍，輸電損耗可以降低為常規(guī)電纜的10倍以上，具有傳輸容量大、損耗低、體積小、重量輕、沒有環(huán)境污染、占地面積小等優(yōu)點，使用超導電纜構建輸電主干網(wǎng)絡，可以大大提高電網(wǎng)的輸電能力，同時減小電能的損失。由于超導電纜輸電容量大，一旦出現(xiàn)故障，不僅影響供電地區(qū)電能的可靠性，嚴重時還可能燒毀電纜本體，影響整個電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，研究超導電纜的故障穩(wěn)定性成為高溫超導電纜工程化應用的關鍵技術之

2、一。
　　本文研究了低溫系統(tǒng)故障和大電流故障沖擊下，110kV/3kA高溫超導電纜的電流分布和溫度分布情況，計算了超導電纜在不同故障下的穩(wěn)定裕度。首先，對第二代高溫超導帶材的結構進行研究，建立了AMSC高溫超導帶材的數(shù)學模型。根據(jù)冷絕緣高溫超導電纜的結構，建立超導電纜的數(shù)學模型，計算了超導電纜導體層的自感和互感，提出超導電纜各層等效電阻的計算方法。分析超導電纜的傳熱模型，計算了超導電纜與液氮間的對流換熱系數(shù)?；贛ATLAB和AN

3、SYS軟件搭建了超導電纜的磁-熱耦合模型和熱傳導模型，并介紹了MATLAB計算超導電纜故障電流分布的流程圖。
　　其次，本文對超導體的穩(wěn)定性進行了理論分析，計算了故障電流下，超導電纜導體層內(nèi)部的電流分布。研究了制冷系統(tǒng)故障液氮停止流動，高溫超導電纜的安全運行區(qū)間，計算了液氮入口處和液氮出口處超導電纜各層的溫度分布，給出不同故障時間和不同故障電流下，超導電纜的溫度裕度。
　　最后，根據(jù)超導電纜的結構參數(shù)，手工繞制了一根0.3m