[實用新型]超導電抗器

無效

• 申請號: 200920087532.8
• 申請日: 2009-07-24
• 公開（公告）號: CN201465773U
• 公開（公告）日: 2010-05-12
• 發明（設計）人: 杜忠東;王曉琪;陳軒恕;劉飛;李輝;尹婷;杜硯;張杰;張良華;趙軍;張冰;柳歡歡;但小容;胡媛媛;黃琴;許任重;邱進
• 申請（專利權）人: 國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: H01F36/00
• 分類號: H01F36/00;H01F6/04;F25D3/10
• 代理公司: 武漢帥丞知識產權代理有限公司 42220
• 代理人: 朱必武

技術領域

本實用新型涉及一種超導電抗器，屬于電工技術領域。

背景技術

隨著我國經濟的飛速發展，許多城市用電量逐年上升，城市中心區域的電力負荷激增，輸配電容量大幅增加，減少電網損耗和提高電網運行穩定性等問題也隨之提出。目前電網系統在輸配電環節損耗很大，因此各國都在尋找減少電網損耗的方案，其中超導材料是減少電網損耗的最重要方案之一，超導材料具有低損耗、高效率、傳輸電流密度高等優點，對于未來電力行業的發展具有重要意義。同時由于電網容量加大，負荷急劇上升，使電網中的額定電流和短路電流急劇加大，使目前工作的大部分斷路器運行在臨界狀態，對電網穩定運行構成巨大威脅。

近年來，隨著高溫超導材料技術的發展，高溫超導材料的電磁特性和機械特性得到了很大提高，使高溫超導材料實現了商業化生產。目前的高溫超導線圈主要通過Bi系高溫超導帶材Bi-2223來繞制，高溫超導材料有較高的臨界溫度，可以運行在液氮溫區(77K)下而通過較高的電流密度；因此，使用高溫超導材料繞制的高溫超導線圈裝置正在得到越來越廣泛的應用。同時，伴隨著國際上高溫超導材料價格的走低，高溫超導線材在國內也實現了產業化，這些都為超導技術的產業化發展奠定了良好的基礎。

超導電抗器是高溫超導材料重要應用方向之一，高溫超導材料的應用使電抗器具有高效率、高安全、高可靠等特點，較傳統電抗器具有體積小、重量輕，無污染、無火災隱患等優點。斷路器是確保電網穩定運行的重要設備之一，隨著用戶負荷急劇增加，對斷路器具有高開斷短路能力的需求迅速提升。在不改變原有斷路器設計方案情況下，利用高溫超導電抗器能迅速提高斷路器承載額定電流的能力和開斷短路電流的能力。因此，高溫超導電抗器的研制和應用對我國電網的發展將具有重要意義。

瑞典專利(SE?92024553)“超導變壓器、電抗器的繞組支撐結構”中公開了一種降低繞組端部垂直漏磁場并減小繞組交流損耗的繞組結構，高溫超導帶材饒制在刻有環形斜槽的呈管狀的繞組骨架上，在鐵芯和繞組骨架之間有低溫容器壁，繞組骨架上斜槽的寬度略大于帶材的寬度，而傾斜方向為該處電磁場的方向。在美國專利US5659277中公開了一種降低繞組端部橫向磁場的繞組結構，該結構在繞組端部增加了磁屏蔽裝置，不論是交流還是直流磁體，該結構均可在一定程度上降低繞組端部橫向漏磁場的分量。中國專利CN200420068725.6“超導電抗器”包括鐵芯、繞組，在繞組端部內側置有電屏蔽裝置，電屏蔽裝置為反磁金屬環，可有效降低高溫超導繞組端部漏磁場的橫向分量。但是以上三個專利均只是針對高溫超導繞組端部漏磁的問題作出的結構改變。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種超導電抗器，與傳統電抗器相比，本實用新型具有體積小、重量輕、高可靠和低功耗等優點；其特點為限流能力和自動均流能力強，杜絕了油浸電抗器漏油、易燃等缺點，保證了運行安全；沒有鐵芯，不存在鐵磁飽和，電感值的線性度好.

本實用新型的技術方案是：超導電抗器，包括短連接排、順時針繞組、逆時針繞組和液氮，短連接排分別與順時針繞組和逆時針繞組連接，順時針繞組和逆時針繞組浸入液氮中，順時針繞組和逆時針繞組的匝間和層間均絕緣，繞組材料為高溫超導材料Bi2223；其特征在于：還包括非金屬杜瓦容器、制冷系統和聚酰亞胺薄膜；聚酰亞胺薄膜包扎超導繞組材料；液氮存儲在非金屬杜瓦容器中，制冷系統、非金屬杜瓦容器、順時針繞組、逆時針繞組和液氮連接形成液氮循環冷卻系統。

如上所述的超導電抗器，其特征在于：制冷系統包括壓力傳感器、壓力控制系統、真空泵、真空隔熱管、熱交換器和循環泵，壓力傳感器和真空泵都同時連接壓力控制系統和熱交換器；液氮循環冷卻系統分為熱交換單元、杜瓦容器單元和液氮泵單元，單元間采用真空隔熱管連接；熱交換單元包括壓力傳感器、壓力控制系統、真空泵、飽和液氮和熱交換器；杜瓦容器單元包括過冷液氮、順時針繞組和逆時針繞組；液氮泵單元為過冷液氮和循環泵。

如上所述的超導電抗器，其特征在于：杜瓦容器采用非金屬材料FRP玻璃纖維加強聚脂采光板制作，非金屬杜瓦容器為雙層容器，分為外壁和內壁，兩層膽壁都涂滿銀。

本實用新型的有益效果是：本實用新型中杜瓦容器采用非金屬材料FRP(玻璃纖維加強聚脂采光板)制作，增強了耐壓能力并且減少電磁渦流損耗，降低超導電抗器的損耗。

本實用新型中采用聚酰亞胺薄膜包扎繞組材料，加強了聚酰亞胺在超導線材表面涂層的均勻度，使場強分布均勻，增加絕緣強度，并此方案很好的解決了超導電抗器繞組線材的絕緣問題。