超导电缆用2000W@70K制冷系统的设计和计算

叙述了用于超导电缆的2000W@70K制冷系统的设计要求、系统流程、设计概算、主要设备介绍以及调试结果等。     

一种用于CD高温超导电缆的过冷液氮低温系统

介绍了安徽万瑞冷电科技有限公司研制的首条冷绝缘(CD)型10m/35kV/2kA高温超导电缆过冷液氮低温系统。系统主要由泵箱、冷箱、输液管道、液氮储槽及监控系统组成。该系统由G-M制冷机提供冷量,低温液氮泵提供循环动力,过冷液氮为闭循环介质。给出了过冷液氮低温系统调试运行结果。     

4M-2000A超导电缆小型制冷系统的设计计算

为了配合 4 M- 2 0 0 0 A超导电缆系统的研制 ,并为 30 M- 2 0 0 0 A超导电缆制冷系统设计、计算提供实际试验值和运行经验 ,设计、建立了 4 M- 2 0 0 0 A超导电缆小型制冷系统。文中叙述了 4 M- 2 0 0 0 A超导电缆制冷系统的设计要求、系统流程、设计概算 ,制冷系统的主要设备介绍以及调试结果等。     

铋系高温超导直流电缆的研制

6m长、2000A的铋系高温超导直流电缆在中国科学院电工研究所研制并试验成功.电缆的导体由8层共238根Bi-2223Ag带材在不锈钢波纹管骨架上螺旋绕制而成,导体的内径为415mm,导体层间绝缘,导体层外侧有低温电绝缘.电缆芯的外径为48mm,它安装在低温容器内,并与两个终端相连.电缆的直流耐压大于25kV.在液氮下的实验表明,电缆的临界电流为2480A(1μVcm判据),n值为77,接头总电阻为01μΩ,均超过设计指标.在1h传输2kA电流的运行中,电缆的传输特性稳定.经4次热循环,电缆的临界电流没有降低.     

高温超导直流电缆现状

文中对高温超导直流电缆现状进行了介绍。高温超导直流电缆是用于直流输电的高温超导电缆。高温超导直流电缆发展相对落后于高温超导交流电缆,国际上示范项目也较少。但随着轻型直流输电应用的逐渐发展,高温超导直流电缆越来越引起人们的重视。高温超导直流电缆的本体结构和高温超导交流电缆本体结构类似。高温超导直流电缆具有输电损耗小、适合长距离输电、增加电网稳定等功能。比较适用于背靠背直流输电,工业直流输电,互联网数据中心直流供电,远距离、大容量直流输电等场合。此外,还介绍了目前国际上主要的超导直流电缆项目及研究机构情况。     

75米三相交流高温超导电缆冷却系统

在继2003年完成10米三相高温超导电缆之后，我们于2004年年底成功完成了75米高温超导电缆的组装、调试和通电试运行．这两套电缆装置的低温冷却系统都是采用单相密闭液氮流程循环冷却高温超导电缆本体及终端，都是采用液氮减压制冷方式获取制冷量，借助过冷器内液氮作为冷媒把冷量传递给液氮循环系统．本文在简要介绍10米长高温超导电缆低温冷却系统基础上，重点介绍75米高温超导电缆冷却系统的试运行和在通电情况下的实验结果，并对实验数据进行热平衡分析和制冷量与液氮消耗量的分析，从而得到高温超导电缆冷却系统运行的经济性参数．     

铋系高温超导直流电缆的研制

6m长,2000A的铋系高温超导直流电缆在中国科学院电工研究所研制并试验成功,电缆的导体由8层共238根Bi-2223/Ag带材在不锈钢波纹管骨架上螺旋绕制而成,导体的内径为41．5mm,导体层间绝缘,导体层外侧有低温电绝缘,电缆芯的外径为48mm,它安装在低温容器内,并与两个终端相连,电缆的直流耐压大于2．5kV,在液氮下的实验表明,电缆的临界电流为2480A（1uV/cm判据）,n值为7．7,接头总电阻为0．1mΩ,均超过设计指标,在1h传输2kA电流的运行中,电缆的传输特性稳定,经4次热循环,电缆的临界电流没有降低。     

高温超导直流电缆系统设计及漏热分析

近年来,高温超导技术研究在输配电领域取得了显著的进展,超导电缆应用技术成为其重点发展方向。其中,冷却系统的设计是保证超导电缆输配电系统稳定运行的关键技术。针对一套高温超导直流电缆系统中的终端恒温器、电流引线和超导电缆本体等关键部件进行了漏热分析,并通过理论计算和有限元仿真,对高温超导电缆系统的热负荷进行了评估,为该系统可靠运行提供了保障。     

75米三相交流高温超导电缆冷却系统

在继2003年完成10米三相高温超导电缆之后,我们于2004年年底成功完成了75米高温超导电缆的组装、调试和通电试运行.这两套电缆装置的低温冷却系统都是采用单相密闭液氮流程循环冷却高温超导电缆本体及终端,都是采用液氮减压制冷方式获取制冷量,借助过冷器内液氮作为冷媒把冷量传递给液氮循环系统.本文在简要介绍10米长高温超导电缆低温冷却系统基础上,重点介绍75米高温超导电缆冷却系统的试运行和在通电情况下的实验结果,并对实验数据进行热平衡分析和制冷量与液氮消耗量的分析,从而得到高温超导电缆冷却系统运行的经济性参数.     

适用于真空管道交通的高温超导磁悬浮车低温液氮容器

真空管道运输系统的建成以及在全球的普及与应用,将是继火车、汽车、飞机和IT之后人类的又一大福祉。将使今天面临的交通困境从根本上得以解决,也将给全球经济与社会生活方式带来全新的变化。磁悬浮车是真空管道交通系统的运行主体,在各种不同模式的磁悬浮车中,高温超导磁悬浮车非常适合于真空管道交通。然而,由于真空管道中是低压环境,用于常压环境的高温超导磁悬浮车低温液氮容器不适合直接用于真空管道交通系统。提出在真空管道交通中,采用带压力阀的高温超导磁悬浮车低温液氮容器。这是一种压力容器,器壁要承受压差,当前常用的矩形高温超导磁悬浮车低温液氮容器则不适合,进一步提出能承受较高压力的圆柱形低温液氮容器的设计构想。还对真空管道交通中真空环境对提高液氮容器保温效果的意义进行了讨论。     

长距离高温超导直流电缆制冷特性的解析法分析（英文）

以低温绝缘型高温超导直流电缆的典型结构为基础,建立了制冷系统的水力-热力数学物理模型,用解析法分析计算了逆流和顺流两种基本制冷方式及其变种的制冷特性,分析了流量和绝缘层热导率对制冷特性以及最大制冷长度的影响.结果表明流量影响制冷系统的温度分布特性,在一定范围内,最大制冷长度随流量增大而增大;超过临界点,增大流量反而会缩短制冷长度.发现低温绝缘材料的热导率影响系统温度分布,且同等流量下使用低热导率绝缘材料有更长的制冷距离.本文的结果与结论对长距离应用的高温超导直流电缆系统的制冷站配置有参考意义.     

高温超导直流电缆系统设计及漏热分析北大核心

近年来,高温超导技术研究在输配电领域取得了显著的进展,超导电缆应用技术成为其重点发展方向。其中,冷却系统的设计是保证超导电缆输配电系统稳定运行的关键技术。针对一套高温超导直流电缆系统中的终端恒温器、电流引线和超导电缆本体等关键部件进行了漏热分析,并通过理论计算和有限元仿真,对高温超导电缆系统的热负荷进行了评估,为该系统可靠运行提供了保障。     

高温超导电缆低温系统的可靠性分析

高可靠性是高温超导电缆系统并入电网的重要考虑因素,而高温超导电缆的可靠性很大程度上取决于其低温系统的可靠性。建设在宝山钢铁股份有限公司的超导电缆系统安全稳定运行时间已经超过两年,运行结果验证了其低温系统的可靠性能够满足需求。从系统设计及实际运行两个方面对低温系统的可靠性进行了分析。     

高温超导直流输电电缆结构研究

高温超导直流输电电缆存在多种结构,按照不同方式可分为:单极型与双极同轴型、单液氮通道型与双液氮通道型。文中主要通过分析电缆的磁场分布特性及过流稳定性等两个方面,分别对每种分类进行了分析比较,结果表明:双极同轴型电缆对绝缘要求高,结构紧凑、功率密度大,不仅能够屏蔽磁场而且还能使磁场分布得到优化,从而提高带材临界电流、增大电缆的电流裕度;单液氮通道型电缆制冷方式单一但在过流工况下由于铜骨架的分流作用,具有更高的暂态稳定性。     

高温超导电缆低温收缩补偿研究

针对面向工程化的长距离超导电缆的低温收缩效应,分析了超导电缆关键材料和部件在低温下收缩的一般行为规律,指出低温收缩可能引起的不良影响,详细阐述了面向工程化的终端直线型补偿、终端U型补偿、沿线蛇形敷设等方案的原理、结构和技术要求。对于深圳10 kV/2.5 kA超导电缆系统,提出了直线补偿结合蛇形补偿方案,解决了复杂路径环境下电缆低温补偿的问题,为高温超导电缆的推广应用起到一定的示范引导作用。     

10 kV双极同轴高温超导直流电缆低温绝缘特性研究

本文对10 kV冷绝缘正负极同轴直流高温超导电缆的低温绝缘特性进行了研究。聚丙烯层压纸PPLP是冷绝缘高温超导电缆常用的绝缘材料,首先对PPLP开展了液氮下的击穿实验研究,通过三参数Weibull分布对实验数据进行拟合,得到了PPLP的直流耐压、雷电冲击耐压绝缘强度。以此为基础,对10 kV双极同轴高温超导直流电缆的本体绝缘进行设计,制作了1 m长的模型电缆样品,最后按照国家标准要求,对电缆样品进行了耐压试验测试,验证了绝缘设计的合理性。     

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。     

高温超导电缆直流测试电源平台的搭建

根据高温超导电缆测试用直流电源平台的要求,建立了硬件平台。该平台为模块化结构,具有输出精度高,便于扩展等特点;为方便操作,建立了基于LabVIEW的软件平台,对直流电源平台进行远程控制,并给出了远程控制的程序流程图,实现了电流的匀速上升和下降以及上升过程中的中断操作;利用该电源平台进行了超导电缆的临界电流测试实验,验证了直流电源平台符合高温超导电缆的测试要求。     

双极同轴高温超导直流电缆通电导体设计

双极同轴结构高温超导直流电缆应用在双极直流输电系统中,其结构紧凑、工程电流密度高,可减小对外部空间的磁场影响,但对绝缘要求较高。本文依照额定电压、额定电流水平对±10 kV/6 kA双极同轴高温超导直流电缆通电导体中的绝缘层、超导导电层等主要结构进行设计,制作实物。经测试电缆满足工程要求,证明了设计的合理性。     

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。