高溫超導(dǎo)變壓器熱穩(wěn)定性研究.pdf

1、在輸變電領(lǐng)域，基于高溫超導(dǎo)材料的應(yīng)用技術(shù)逐漸引起人們的廣泛關(guān)注，成為國(guó)內(nèi)外學(xué)者的熱點(diǎn)課題之一。與常規(guī)變壓器相比，高溫超導(dǎo)變壓器具有體積小、重量輕、過載能力強(qiáng)、故障限流好、節(jié)能環(huán)保等優(yōu)點(diǎn)，因此在未來電力設(shè)備改造中占據(jù)重要的地位。變壓器負(fù)載運(yùn)行時(shí)，若熱量不能及時(shí)傳遞出去，就會(huì)在繞組上不斷積累使其溫度越來越高，而高溫會(huì)導(dǎo)致繞組“失超”、加快絕緣層老化、限制變壓器的過載能力、降低變壓器的效率和壽命等，甚至損壞整個(gè)變壓器。因此，對(duì)高溫超導(dǎo)變壓器熱

2、穩(wěn)定性的研究具有十分重要的意義。
　　在高溫超導(dǎo)變壓器的熱負(fù)荷中，繞組的交流損耗是影響變壓器溫度變化的關(guān)鍵因素。為了保證變壓器的正常運(yùn)行，通常采用循環(huán)過冷液氮的方式對(duì)繞組進(jìn)行冷卻，其冷卻效果直接影響超導(dǎo)變壓器的熱穩(wěn)定性。本文在對(duì)YBCO高溫超導(dǎo)帶材的交流損耗數(shù)學(xué)模型進(jìn)行推導(dǎo)和分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合復(fù)合導(dǎo)體的結(jié)構(gòu)特征、分流特性、磁場(chǎng)分布等因素，得到超導(dǎo)變壓器在自場(chǎng)和外場(chǎng)環(huán)境下的交流損耗數(shù)學(xué)模型，并對(duì)變壓器的交流損耗進(jìn)行了計(jì)算。以此數(shù)據(jù)為

3、基礎(chǔ)，運(yùn)用FLUENT軟件建立了25 MVA高溫超導(dǎo)變壓器的低溫恒溫器三維物理模型，并對(duì)其內(nèi)部的溫度分布進(jìn)行了仿真分析。在影響高溫超導(dǎo)變壓器溫度特性的參數(shù)中，主要分析了液氮入口和出口位置、負(fù)載系數(shù)、套管漏熱和液氮流量對(duì)繞組和出口液氮溫度的影響，一方面優(yōu)化了變壓器的低溫恒溫器結(jié)構(gòu)，另一方面表明，負(fù)載和套管漏熱增加，繞組和出口液氮溫度升高;液氮流速加快，繞組和出口液氮溫度逐漸降低。計(jì)算結(jié)果為高溫超導(dǎo)變壓器冷卻系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和優(yōu)化提供了一定的理論