冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜穩(wěn)定裕度分析.pdf

1、高溫超導(dǎo)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(diǎn)，使用超導(dǎo)電纜構(gòu)建輸電主干網(wǎng)絡(luò)，可以大大提高電網(wǎng)的輸電能力，同時(shí)減小電能的損失。由于超導(dǎo)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(yán)重時(shí)還可能燒毀電纜本體，影響整個(gè)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此，研究超導(dǎo)電纜的故障穩(wěn)定性成為高溫超導(dǎo)電纜工程化應(yīng)用的關(guān)鍵技術(shù)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(dǎo)電纜的電流分布和溫度分布情況，計(jì)算了超導(dǎo)電纜在不同故障下的穩(wěn)定裕度。首先，對(duì)第二代高溫超導(dǎo)帶材的結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究，建立了AMSC高溫超導(dǎo)帶材的數(shù)學(xué)模型。根據(jù)冷絕緣高溫超導(dǎo)電纜的結(jié)構(gòu)，建立超導(dǎo)電纜的數(shù)學(xué)模型，計(jì)算了超導(dǎo)電纜導(dǎo)體層的自感和互感，提出超導(dǎo)電纜各層等效電阻的計(jì)算方法。分析超導(dǎo)電纜的傳熱模型，計(jì)算了超導(dǎo)電纜與液氮間的對(duì)流換熱系數(shù)?；贛ATLAB和AN

3、SYS軟件搭建了超導(dǎo)電纜的磁-熱耦合模型和熱傳導(dǎo)模型，并介紹了MATLAB計(jì)算超導(dǎo)電纜故障電流分布的流程圖。
　　其次，本文對(duì)超導(dǎo)體的穩(wěn)定性進(jìn)行了理論分析，計(jì)算了故障電流下，超導(dǎo)電纜導(dǎo)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(dòng)，高溫超導(dǎo)電纜的安全運(yùn)行區(qū)間，計(jì)算了液氮入口處和液氮出口處超導(dǎo)電纜各層的溫度分布，給出不同故障時(shí)間和不同故障電流下，超導(dǎo)電纜的溫度裕度。
　　最后，根據(jù)超導(dǎo)電纜的結(jié)構(gòu)參數(shù)，手工繞制了一根0.3m