[發明專利]一種超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法及系統

在審

• 申請號: 202010147938.1
• 申請日: 2020-03-05
• 公開（公告）號: CN111324967A
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 張宏杰;楊艷芳;劉家亮;丘明;姜寧;李振明;劉偉;張會明
• 申請（專利權）人: 中國電力科學研究院有限公司;國網天津市電力公司;國家電網有限公司
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20
• 代理公司: 北京工信聯合知識產權代理有限公司 11266
• 代理人: 姜麗樓

本發明公開了一種雙層超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法及系統，所述方法包括：實時采集流經待解析的超導有芯電纜的交流電流；并通過所述交流電流獲得超導帶材位置的磁場強度；接收根據預設格式采集的待解析的超導有芯電纜的基本參數；計算所述超導帶材在根據預設的扭轉節距扭轉后的第一層等效電阻率以及第二層等效電阻率；根據所述磁場強度以及基本參數，計算第一層和第二層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗；根據所述雙層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗，獲得所述雙層超導有芯電纜的鄰近效應損耗；所述方法及系統相較于傳統的數值計算方法，大大的縮短了計算時間，同時提供了更加精確的計算結果。

技術領域

本發明涉及電力技術領域，更具體地，涉及一種超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法及系統。

背景技術

在高溫超導變壓器中，低壓側繞組往往要承載很高的電流，具有高載流量、低交流損耗等良好超導性能的超導復合導體是應用在MVA容量超導涂層變壓器繞組的一種發展趨勢，其中有芯電纜是其中制作相對最簡單、性價比最高的一種超導復合導體，因此將其應用在大容量超導涂層導體變壓器繞組具有很高的可行性。在高溫超導變壓器處于正常工作狀態時，超導材料電阻率極低，故在考慮繞組的交流損耗時，忽略繞組的電阻損耗，主要考慮繞組的渦流損耗。繞組的渦流損耗主要是由鄰近效應引起的。而現有對于超導有芯電纜鄰近效應損耗計算繁瑣且難以獲得精確結果。

發明內容

為了解決背景技術存在的對于超導有芯電纜鄰近效應損耗計算繁瑣且難以獲得精確結果的問題，本發明提供了一種超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法及系統，所述方法及系統通過獲得超導帶材位置的磁場強度以及超導有芯電纜的基本參數，通過預設規則計算各層超導帶材股線級別以及束線級別的鄰近效應損耗，進而獲得超導有芯電纜的總鄰近效應損耗；所述一種超導有芯電纜鄰近效應損耗的解析計算方法，包括：

實時采集流經待解析的超導有芯電纜的交流電流；并通過所述交流電流獲得超導帶材位置的磁場強度；

接收根據預設格式采集的待解析的超導有芯電纜的基本參數；所述基本參數包括扭轉節距；所述超導有芯電纜根據預設的扭轉節距在實心銅骨架上纏繞兩層超導帶材；

計算所述超導帶材在根據預設的扭轉節距扭轉后的第一層等效電阻率以及第二層等效電阻率；

根據所述磁場強度以及基本參數，計算第一層和第二層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗；

根據所述雙層的超導帶材股線級別和束線級別的鄰近效應損耗，獲得所述雙層超導有芯電纜的鄰近效應損耗。

進一步的，所述通過所述交流電流獲得超導帶材位置的磁場強度，包括：

根據每一層超導帶材的扭轉節距以及通過的交流電流值，仿真計算該層超導帶材的磁場強度。

進一步的，所述基本參數包括所述待解析超導有芯電纜的直徑和長度，以及超導帶材橫截面尺寸、導體電阻率、扭轉節距以及多層超導帶材每一層的導線長度。

進一步的，所述計算所述超導帶材在根據預設的扭轉節距扭轉后的第一層等效電阻率以及第二層等效電阻率的計算公式為：

當i＝1時，獲得第一層等效電阻率ρ_eff-1；當i＝2時，獲得第二層等效電阻率ρ_eff-2；

其中，ρ₀為超導帶材的電阻率，n_i為與第i層的超導帶材橫截面尺寸等效的以其橫截面寬度為直徑的圓導線的股數；l_litz為所述待解析超導有芯電纜的長度，l_i為第i層超導帶材的長度；d₀為超導有芯電纜的直徑，d_i為第i層超導帶材橫截面的寬度。