[实用新型]一种基于磁饱和型超导限流器的110kV交流高压输电系统

说明书

本实用新型公开了一种基于磁饱和型超导限流器的110kV交流高压输电系统，它的组成包括：发电机(1)，升压变压器(2)，降压变压器(3)，磁饱和型超导限流器(4)，负载(5)，磁饱和型超导限流器(4)安装于降压变压器(3)和负载(5)之间，通过磁饱和型超导限流器(4)的参数设定，抑制110kV供电中的短路冲击电流的幅值。磁饱和型超导限流器(4)的组成：限流模块、直流偏置模块、测控模块和制冷系统；限流模块的组成：铁芯回路、交流线圈、超导直流线圈和杜瓦。本实用新型的技术效果：磁饱和型高温超导限流器利用高温超导线圈进行直流偏置，可以有效地限制交流高压输电系统中的短路电流，并具有较好的实用性。

技术领域

本实用新型涉及交流高压输电技术领域，具体涉及到一种含磁饱和型超导限流器110kV交流高压输电系统。

背景技术

交流高压输电系统短路故障对高压电气设备本身和系统的正常运行具有很大的危害性。具体表现在：1)短路电流的动、热稳定效应可能会损坏电气设备。一方面，短路电流流过电气设备时，强烈的热效应会引起导体或其绝缘的损坏。另一方面，导体流过短路电流时，受到很大的电动力冲击，引发导体变形，甚至损坏；2)短路故障发生时电网中电压会降低，尤其是靠近短路故障点处的电压明显下降，严重影响用户供电，导致电气设备无法正常工作，甚至引发设备损坏和造成产品质量不合格等后果；3)系统发生短路相当于改变了电网结构，必然引起系统中功率分布的变化，则发电机的输出功率也相应发生变化。无论在哪一点发生短路，发电机输出的有功功率都将下降，但发电机的输入功率由原动机或进水量决定，不可能立即变化。发电机输入和输出功率的不平衡必然引起转速变化，从而可能导致并列运行的发电机失去同步，破坏系统稳定，甚至造成大面积停电；4)不对称接地短路故障产生的不平衡电流会导致严重的不平衡磁通的产生，进而导致在输电线路邻近的通信线路内形成很大的感应电势，从而引发对通信系统的电磁干扰，严重的会危及通信设备和运维人员的人身安全。

超导型故障电流限流器利用超导材料在超导态和正常态之间的转变特性及一些辅助部件，在线路中产生一个适当的阻抗来实现故障限流。限流器具有自动复位功能，且可在高电位下运行。

实用新型内容

本实用新型将磁饱和型超导限流器应用于110kV交流高压输电系统，具体技术方案如下：

一种基于磁饱和型超导限流器的110kV交流高压输电系统，它的组成包括：发电机1，升压变压器2，降压变压器3，磁饱和型超导限流器4，负载5，磁饱和型超导限流器4安装于降压变压器3和负载5之间，通过磁饱和型超导限流器4的参数设定，抑制110kV供电中的短路冲击电流的幅值。

所述的磁饱和型超导限流器4的组成：限流模块、直流偏置模块、测控模块和制冷系统。

所述的限流模块的组成：铁芯回路、交流线圈、超导直流线圈和杜瓦。

所述的铁芯，在铁芯回路中加入永磁体，形成永磁体偏置式磁饱和型限流器。

本实用新型的技术效果：正常运行时，线路传输电流在临界电流以下，表现为零阻抗或极小阻抗，几乎无损耗地通过额定电流；故障时，由于短路电流大于临界电流，超导体迅速失超而呈现非线性高电阻，在几毫秒内作出反应，可把短路电流限制在线路额定电流的2倍左右；磁饱和型高温超导限流器利用高温超导线圈进行直流偏置，可以有效地限制交流高压输电系统中的短路电流，并具有较好的实用性；永磁体偏置式磁饱和型限流器，不需要额外的直流绕组和电源，提高了运行的可靠性。

附图说明

图1是基于磁饱和型超导限流器的110kV交流高压输电系统组成图。

图2是磁饱和型超导限流器结构图。

图3是永磁体偏置式磁饱和型限流器原理示意图。

图中：1为发电机，2为升压变压器，3为降压变压器，4为磁饱和型超导限流器，5为负载。