【摘 要】
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近年来,柔性直流输电技术的发展很好地解决了无功补偿、换相失败等问题,并且多端柔性直流输电系统具有可靠、灵活的输电方式,在未来电网具有非常好的应用前景。但随着电网容量不断提高,多端柔性系统直流侧的短路故障电流进一步增大,逐渐超过直流断路器的开断容量。因此,为保证电力系统的安全稳定运行,亟需发展直流短路故障限流器。与传统直流限流器相比,电阻型超导直流限流器具有低阻抗正常载流、高阻抗限流、反应速度快、自
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近年来,柔性直流输电技术的发展很好地解决了无功补偿、换相失败等问题,并且多端柔性直流输电系统具有可靠、灵活的输电方式,在未来电网具有非常好的应用前景。但随着电网容量不断提高,多端柔性系统直流侧的短路故障电流进一步增大,逐渐超过直流断路器的开断容量。因此,为保证电力系统的安全稳定运行,亟需发展直流短路故障限流器。与传统直流限流器相比,电阻型超导直流限流器具有低阻抗正常载流、高阻抗限流、反应速度快、自动复位、结构简单、对电力系统影响小等诸多优势,适应于我国当前多端柔性直流输电系统的发展趋势。然而,暂态直流冲击下的热稳定性问题一直制约着电阻型超导直流限流器在更高电压等级直流输电系统中的应用。本文针对电阻型超导直流限流器磁体单元的热稳定性问题开展研究,主要研究内容如下:（1）建立了稀土钡铜氧(ReBa2Cu3O7-x,REBCO)涂层导体失超后的等效电路模型,分析了不同温度下涂层界面电阻对导体金属层电流分布的影响,以及长带不均匀性对导体失超特性的影响。（2）提出一种带绝缘堆叠并联的结构来提高钇钡铜氧(YBa2Cu3O7-x,YBCO)超导带材的换热效率和空间利用率,分析了不同并联模式的传热特性。通过直流冲击实验,研究了不同并联模式对YBCO超导带材失超恢复特性的影响。（3）建立并联超导线圈的等效电路,分析了稳态载流时接头电阻对并联超导线圈电流分布特性的影响。对并联有感和并联无感超导线圈进行二维磁场有限元仿真,得到超导线圈电感随线圈间距和匝间距变化的规律,并分析了暂态直流冲击下线圈电感对并联超导线圈电流分布特性的影响。（4）设计制作了有感和无感饼式超导线圈,并对其开展直流冲击实验。研究了临界电流和电阻率参数对饼式超导线圈失超电阻均匀性的影响,以及暂态直流冲击下失超电阻和电感对并联超导线圈电流分布特性的影响。以上对超导带材的均匀性、失超恢复特性和电流分布特性等热稳定性问题的研究,最终为电阻型超导直流限流器的设计和制作奠定理论和实验基础。
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