冷绝缘超导电缆绝缘设计及测试方法的简介

超导电缆主绝缘的设计在整个超导电缆的设计中占有十分重要的地位。文中介绍了冷绝缘HTS电缆主绝缘的设计方法和绝缘性能的检测方法;对于超导电缆耐受电压、设计场强和绝缘厚度的确定以及超导电缆主绝缘的性能检测都做了详细的总结;同时也介绍了由于失超引起的局放对绝缘设计的影响。该文所介绍的设计方法和性能检测方法能够为超导电缆主绝缘的设计和绝缘性能检测提供一些参考。     

交流高温超导电缆构型研究综述

高温超导电缆相对于常规电缆,具有载流能力高、结构紧凑、传输损耗小等优势,在大规模电力传输或走廊受限的线路扩容方面,具有发展潜力。近二十年来,国内外已有多组电缆进行试验验证或投入示范运行。通过回顾交流高温超导电缆的构型研究,介绍了较为常见的三相独立式、三芯式和三相同轴式结构,同时还介绍了几种新型交流高温超导电缆构型,如悬挂架空式、扭曲堆叠式、圆芯式、双同轴式和快速冷却式等,分析了各种不同构型交流超导电缆的特点,梳理出交流超导电缆改进的技术路线和发展趋势。     

液氮下绕包绝缘的电性能研究

高温超导电缆具有载流能力大、损耗低和体积小的优点,传输容量将比常规电缆高3~5倍,而电缆本体的焦耳热损耗几乎为零。因而,高温超导电缆相对于常规电缆具有极大的优势,其研制水平也在迅速提高。超导电缆中,其绕包绝缘的性能对于超导电缆稳定运行起着十分重要的作用。随着超导电缆的电压等级的提高,对绝缘的性能要求也随之提升。用PPLP,100HN,100CR,150FCR019绕制绕包绝缘并测试了它们的击穿性场强,并对它们的击穿性能进行对比分析,为超导电缆绝缘的选材和设计提供参考。     

中国第一组超导电缆并网运行试验

中国第一组超导电缆于2004年4月19日在昆明普吉220kV变电站并网成功,并开始向用户供电.本文详细地描述了该电缆并网前后部分试验,如:超导电缆直流电阻测量、超导电缆通流试验、温度、压力和流量的在线监测、绝缘电阻和介损损耗测试等.所有试验结果均显示该电缆技术指标达到实际并网运行要求.超导电缆并网运行成功,标志着我国已经掌握了超导电缆开发能力.本文所提出的超导电缆并网运行试验方法和试验结果为我国进一步开发超导电缆提供了宝贵的经验.     

冷绝缘高温超导电缆电磁特性计算与分析

为了获得超导电缆电磁特性变化规律,针对冷绝缘高温超导电缆本体的基本结构,采用安培定律推导了超导电缆导体层和屏蔽层自感、互感的计算公式.通过110kV冷绝缘超导电缆的实例计算,研究了超导电缆导体层、屏蔽层的内径、绕向角、绕制方向三个结构参数对电磁特性的影响,总结了电感参数变化规律.     

中国第一组超导电缆并网运行试验

中国第一组超导电缆于2004年4月19日在昆明普吉220kV变电站并网成功，并开始向用户供电．本文详细地描述了该电缆并网前后部分试验，如：超导电缆直流电阻测量、超导电缆通流试验、温度、压力和流量的在线监测、绝缘电阻和介损损耗测试等．所有试验结果均显示该电缆技术指标达到实际并网运行要求．超导电缆并网运行成功，标志着我国已经掌握了超导电缆开发能力．本文所提出的超导电缆并网运行试验方法和试验结果为我国进一步开发超导电缆提供了宝贵的经验．     

高温超导电缆暂态热过程仿真研究

高温超导电缆输电技术作为一种新型电力传输技术,已成为当前电力传输技术的重要发展方向之一.当高温超导电缆运行在电力系统中时,必将经受诸如系统短路故障电流、瞬时大负荷冲击等各种故障电流冲击,高温超导电缆的传输能量较高,一旦发生故障,不仅会对高温超导电缆本体造成损伤,还会严重影响其供电可靠性乃至整个电力系统的稳定性.为保证电力传输系统的安全稳定运行,对超导电缆失超的热过程进行研究是非常有必要的.本文首先介绍了超导电缆失超的暂态热过程数学模型,接着确定了其边界条件,最后在Matlab中,对超导电缆在电流冲击下的热过程进行了仿真研究.     

超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较

超导电缆作为高温超导技术电力应用的一个主要发展方向,由于其低损耗、大容量、无污染等优点受到越来越多的关注.本文提供了一组比较超导电缆和传统电缆生命周期费用的计算模型,根据该组模型可以对制冷机价格、超导电缆费用、制冷机效率、电缆负荷状态等因素如何影响超导电缆生命周期费用进行分析,为高温超导的产业化发展提供方向.文章最后给出一组超导电缆与传统电缆的比较实例,     

混合能源管道的研究现状及关键技术探讨

与传统高温超导输电技术相比,混合能源管道(HETL)是利用低温燃料冷却超导电缆,实现电力、低温燃料长距离一体化输送的能源管道,具有能源损耗更低、功率流密度更高、输送效率更高等优势。介绍国内外氢电一体化输送超导能源管道和气电一体化输送超导能源管道的研究现状,研究混合能源管道的基本结构和安全性问题,并总结出制约该技术发展的因素,提出未来混合能源管道要加强在超导输电技术、高强度绝缘技术、电热耦合技术以及安全检测技术等方面的基础研究。     

超导电缆与传统电缆生命周期费用的比较

超导电缆作为高温超导技术电力应用的一个主要发展方向，由于其低损耗、大容量、无污染等优点受到越来越多的关注．本文提供了一组比较超导电缆和传统电缆生命周期费用的计算模型，根据该组模型可以对制冷机价格、超导电缆费用、制冷机效率、电缆负荷状态等因素如何影响超导电缆生命周期费用进行分析，为高温超导的产业化发展提供方向．文章最后给出一组超导电缆与传统电缆的比较实例。     

超导电力技术新进展及其未来发展的思考

近年来高温超导材料研究取得很大进展,它在电力领域的应用研究已受到广泛关注,一些示范样机,诸如高温超导输电电缆、变压器、故障电流限制器、电机和储能装置已经研制成功并投入示范性试验.超导技术是21世纪具有战略经济意义的高新技术,文章将介绍高温超导电力应用研究的新进展及其未来发展的思考。     

高温超导电缆液氮流道试验装置的设计计算

为了进行高温超导电缆冷却通道方式的实验比较 ,确定通道的结构形式 ,获得理论计算的试验值 ,为长距离电缆设计提供实验依据 ,建立了高温超导电缆液氮流道试验装置。文中叙述了流道试验装置的设计指标、系统流程、设计概算、试验装置主要设备设计计算以及调试结果等。     

高温超导电缆终端的研究与开发

简单介绍了高温超导电缆的终端的基本结构特点与作用等 ;并主要介绍了工业化国家中美国、日本、丹麦等所研制的 HTS电缆终端以及目前我们所研制的终端情况。     

真空传输线板-锥过渡结构的功率流分析

真空传输线板-锥转角过渡是多模块汇流的Z箍缩装置经常采用的结构,在不考虑磁绝缘失效、介质损耗的前提下,采用有限差分方法分析转角过渡对功率流传输的影响。初步的计算和分析表明:随着转角的变大,由阻抗不匹配引起的反射将使传输效率有所降低;前沿较陡的快脉冲在这种结构中发生严重畸变,而低频脉冲则几乎不受影响。在板-锥过渡设计中采用小转角结构,尽量减小脉冲传输方向的变化,对保证脉冲高效传输有利。     

Modelling stability in superconducting cables

Stability is one of the key issues in the design of a superconductor, and indeed deserves much attention in the magnet design and analysis. Stability-oriented design procedures and calculations involve the detailed knowledge of the response of the cable to thermal, fluid dynamic and electric transient phenomena that are difficult to tackle analytically in cables. This has justified a significant numerical modelling effort in the field. This paper reviews basic stability models and presents selected advances in the methods developed and results obtained. A unified, semi-continuum model is proposed for stability analysis of cables. The time scales of relevance during stability transients are identified and analysed.     

Transmission properties of Fibonacci quasi-periodic one-dimensional superconducting photonic crystals

The transmission properties of Fibonacci quasi-periodic one-dimensional photonic crystals (1DPCs) containing superconducting material are theoretically investigated based on the transfer matrix method. It is shown that the 1DPCs can possess a same photonic band gap property as the periodic structure superconducting PC. The results of transmittance spectra show that the cutoff frequency can be manipulated through the thicknesses of the superconductor and dielectric layers as well as the ambient temperature of the system. It is observed that the shift of cutoff frequency becomes more noticeable by adjusting the thickness of the superconductor layer than that of the dielectric one. Furthermore, the cutoff frequency becomes very sensitive when the system temperature is tuned to close vicinity of the critical temperature of the superconductor.     

饱和铁心型超导限流器

饱和铁心型超导限流器具有限流功能可靠、输电稳态损耗小、限流恢复时间短等优异特性。根据其工作原理,一方面,用于直流励磁的超导绕组自身不承受短路电流冲击,这避免了其它类型超导限流器中由于超导绕组失超所带来的诸多技术难题;另一方面,其主体电抗器可以借鉴成熟的铁心电抗器技术。因此,饱和铁心型超导限流器的以其优异的性能特性和成熟的工程实现技术,成为迄今为止人们研究的各类超导限流器中的最具实用价值的一种。在电网容量不断扩大,智能化水平不断提高的今天,饱和铁心型超导限流器有非常广阔的应用前景。文中将叙述饱和铁心型超导限流器的基本原理、结构形式、功能特性,并对已在云南普吉变电站挂网运行的35kV/90MVA超导限流器进行简要介绍。     

Finite-difference time-domain studies of low-frequency stop band in superconductor-dielectric superlattice

<正>The transmission coefficients of electromagnetic(EM) waves due to a superconductor-dielectric superlattice are numerically calculated.Shift operator finite difference time domain(SO-FDTD) method is used in the analysis.By using the SO-FDTD method,the transmission spectrum is obtained and its characteristics are investigated for different thicknesses of superconductor layers and dielectric layers,from which a stop band starting from zero frequency can be apparently observed.The relation between this low-frequency stop band and relative temperature,and also the London penetration depth at a superconductor temperature of zero degree are discussed,separately.The low-frequency stop band properties of superconductor-dielectric superlattice thus are well disclosed.     

Development of YBCO power devices in Japan

A new Japanese national project, called M-PACC, to develop high temperature superconducting electric power devices started in June last year (FY2008–FY2012). This project aims to develop three different types of electric power devices that are expected to provide stable power supplies with large capacity and small size by using YBCO coated conductors. The first program is the development of a 2 GJ class superconducting magnetic energy storage system to control stable electric power systems. It is planned to develop several sets of element coils for a 20 MJ class system as a technological feasibility study for a 2 GJ class coil. The second program is the development of two different types of power cables with higher performance than existing power cables; one is a three-core 66 kV–5 kA class large current cable and the other is a single-phase 275 kV–3 kA class high voltage cable. These cable were required several technological developments, namely, large current and low AC loss, high voltage insulation and low dielectric loss, and power and heat balance for both cables. The third program is the development of a 20 MVA class power transformer with 66 kV/6.9 kV as a distribution transformer. In this project, power transformer systematization technology including 2 kA class large current coil technology, anti short-circuit wire winding technology, AC loss reduction technology, and winding technology will be developed.     

新能源变革背景下的超导电力技术发展前景

自从1911年超导体发现以来,人们一直梦想超导体能够在电力技术中得到大规模应用.20世纪60年代以来,随着NbTi超导线材,特别是氧化物高温超导带材达到商业化水平,世界范围内广泛地开展了超导电力技术的研究与应用示范.单从技术上讲,超导电力技术已经接近实用化水平.当今,人类社会正在经历一次新的能源变革,超导电力技术在应对能源变革带来的挑战方面将会发挥重要的作用.文章介绍了近年来超导电力技术的发展趋势,并就其在新能源变革背景下的发展前景进行了探讨.