CN101458989A - 一种高温超导大电流变压器及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种高温超导大电流变压器及其作为大电流低压电源的应用。所述高温超导大电流变压器，包括铁心、初级线圈和次级线圈，初级线圈通过高压输入端口与外部电源相连，次级线圈通过大电流引线输出大电流低压电；次级线圈由高温超导大电流电缆导线、或复合高温超导导线、或高温超导初始带材绕制，是大电流低电阻损耗线圈；初级线圈采用传统线圈技术绕制；次级线圈置于低温容器中，利用制冷液或制冷机冷却。与现有技术相比，本发明不仅次级电流容量大、损耗低、效率高、能够输出非常大的电流，而且体积小、成本低、制备可行、操作简便、易维护、实用性好、用途广泛；并可作为一种具有普遍应用意义的大电流电源，应用于任何需要大电流的场合。
Description
技术领域
本发明属于变压器技术领域，特别涉及一种高温超导大电流变压器，及其作为大电流低压电源的应用。
背景技术
由于利用传统铜质导线绕制的变压器线圈具有较高的内阻，电流传导密度较低，导致了当变压器的次级线圈需要产生非常大电流的输出时，次级线圈的功耗I2R很大，绕组圈数体积也非常大，因此实际运行成本高、整体体积大，无法实现高效的设计。随着高温超导材料及其相应技术的发展，制作高温超导大电流低电阻损耗线圈已可实现。利用高温超导技术，可以设计制作低损耗的大电流变压器。
公开号为CN 1787131A，名为“超导变压器”的发明专利，公开了一种包括有铁心、超导线圈和低温容器的超导变压器。但该专利技术中的初级线圈和次级线圈均采用需要冷却的高温超导体，其结构和设计方案为电力(电网)应用型，不能用以作为专用于产生大电流的电源变压器。
发明内容
本发明的目的就是针对现有技术的不足，提供一种利用高温超导材料绕制大电流次级线圈、使得次级电流容量增大、电阻损耗降低、能够输出大电流低电压的高温超导大电流变压器，以及将制得的高温超导大电流变压器作为一种具有普遍应用意义的大电流低压电源，应用于任何需要大电流的场合。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
一种高温超导大电流变压器，包括铁心、初级线圈和次级线圈，初级线圈通过高压输入端口与外部电源相连，次级线圈通过大电流引线输出大电流低压电；次级线圈由复合高温超导导线、或高温超导初始带材、或高温超导大电流电缆导线绕制，是大电流低电阻损耗线圈，初级线圈采用传统线圈技术绕制；次级线圈置于低温容器中，利用制冷液或制冷机(4K-室温范围温度可控)冷却。制冷机冷却采用传导制冷工作模式，制冷液冷却采用简便浸泡方案。所述初级线圈也可采用复合高温超导导线绕制，或采用高温超导初始带材绕制，并与次级线圈同时置于低温容器中，利用制冷液或制冷机冷却。
由于次级线圈采用了高温超导大电流电缆导线或复合高温超导导线或高温超导初始带材，与传统绕制线圈的铜导线相比，传导电流密度大大提高，可大大减少次级线圈的圈数和体积，同时减少了次级线圈的电阻损耗，即I2R≈0，效率显著提高，实用性更好。
所述高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体与复合高温超导导线复合而成，高温超导大电流电缆导线基体外复合有外保护套；高温超导大电流电缆导线内部还可以开有制冷液流动槽，所述制冷液流动槽可以是供制冷液单向或双向流动的通道。所述复合高温超导导线是由高温超导多带材强化基体与外保护套连接复合而成，高温超导多带材强化基体上通过高温超导带材强化基带复合有高温超导初始带材。所述高温超导初始带材可以是含有金属包套结构的多芯或单芯高温超导导线，或基于镀膜高温超导导线工艺制备的高温超导导线，或MgB2金属包套超导导线，或MgB2薄膜超导导线等。所述含有金属包套结构的多芯高温超导导线可以是(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x多芯高温超导导线，或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x多芯高温超导导线等；所述含有金属包套结构的单芯高温超导导线可以是(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x单芯高温超导导线，或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x单芯高温超导导线等；所述基于镀膜高温超导导线工艺制备的高温超导导线可以是Y1Ba2Cu3O7-x镀膜导线等；所述MgB2金属包套超导导线可以是MgB2多芯金属包套超导导线，或MgB2单芯金属包套超导导线等。
所述复合高温超导导线和高温超导初始带材，在77K的工作温度下，临界工程电流密度Je比传统铜导线高1-2个数量级，达到104A/cm2。几种可供实际选用的高温超导初始带材：(1)利用粉末装管技术制备的(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x(Tc～110K)或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x(Tc～85K)金属包套高温超导导线，也即Bi(Pb)SrCaCuO(Bi-2223/Ag或Bi-2212/Ag)铋系套银导线。其基本产品导线结构为单芯或多芯带状导线(通常截面如～3mm×0.3mm)。多芯导线具有更好的实用特性，在77K液氮温度下已具有很高的临界工程电流密度Je～104A/cm2，已达到了实用化的水平。(2)钇系镀膜高温超导导线-Y-123/基体，即Y1Ba2Cu3O7-x(Tc～92K)镀膜导线。其主要制备工艺如下。基带及织构化衬底的制备方法为：离子束辅助沉积(Ion Beam-Assisted Deposition，IBAD)，轧制辅助双轴织构(Rolling-Assisted Biaxially Textured Substrate，RABiTS)，倾斜基板沉积法(InclinedSubstrate Deposition，ISD)和织构化银或银合金基板等。在基带衬底上的隔离层上或在辊轧辅助双轴织构衬底(Ni)上进行超导镀膜或涂层形成超导导线，借助物理或化学制膜方法如PLD、PLA、IBS、MS、EBV、TCE、MOCVD、MOD、CVD、CSD、VSD、SP、和Sol-Gel等，完成所述钇系Y-123/基体镀膜或涂层导线的制备。这类导线具有比(1)更高的临界电流密度，Je～105A/cm2-77K。(3)二硼化镁金属包套超导导线—MgB2(Tc～39K)。这种导线的运行需要较低的温度，如采用致冷机工作模式，或利用液氢冷却方案，或利用液氖冷却方案，或利用液氦冷却方案。
所述复合高温超导导线，可以是上述高温超导初始带材，也可以是它们的组合，与多种金属或合金材料组成的不同基体，按多种不同的结构，复合构成的具有更高工作电流、更好机械特性、更好保护和更好稳定性的实用高温超导导线。具体可以是：在外保护套的槽内置有若干高温超导多带材强化基体，在每一个高温超导多带材强化基体上复合有若干高温超导带材强化基带，在每一个高温超导带材强化基带上复合有一高温超导初始带材，然后利用金属或合金进行保护和强化处理，一种实用方案是将固化填充物利用填充封灌强化工艺，如利用低熔点焊锡等良导体材料对外保护套中置有若干高温超导多带材强化基体的槽内进行封灌保护强化和固化，制得复合高温超导导线；或在高温超导多带材强化基体上复合有若干高温超导带材强化基带，在每一个高温超导带材强化基带上复合有一高温超导初始带材，然后利用附加保护套强化工艺，将外保护套与加厚的高温超导多带材强化基体卡接，制得复合高温超导导线；等等。其中，高温超导带材强化基带、高温超导多带材强化基体、外保护套均可采用金属材质，可以是钢、铜、铜合金、银、银合金、铝等。所述外保护套具有机械保护功能和高温超导体失超分流的旁路功能。
大电流次级线圈可以是螺线管式线圈，或单饼式线圈，或超导连接双饼式线圈，或单饼式线圈与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或单饼式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或超导连接双饼式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或螺线管式线圈与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或螺线管式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或螺线管式线圈与超导连接双饼式线圈串联再与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈。所述超导连接双饼式线圈是利用已绝缘处理的复合高温超导导线或高温超导初始带材，以中点为对称点，在不折断复合高温超导导线或高温超导初始带材、和不破坏复合高温超导导线或高温超导初始带材超导性的条件下，复合高温超导导线或高温超导初始带材的两段分别沿着线圈骨架的径向互为反向缠绕，形成等效于两个单饼式线圈串联的双饼式线圈，且两饼间具有绝缘层。也可以是利用高温超导大电流电缆导线绕制。所述超导连接双饼式线圈相对于单饼式线圈的优点为，由于两饼之间为高温超导材料无间断连接，所以比两个单饼式线圈之间的普通常导连接减小了电阻和热效应，进而减少了多单元组合连接中的电阻接点和总的接点发热量。
所述大电流引线是大电流低损耗引线，可以是传统材料的大电流引线，或利用绝缘带包裹卷绕复合高温超导导线或高温超导初始带材制备，或由高温超导块形材料制备等等，然后用环氧树脂进行固化和保护处理。所述绝缘带可以是开普顿薄膜带或玻璃纤维带等；所述高温超导块形材料可以是Bi-2223，或Bi-2212，或Y-123，或MgB2等。通过在高温超导材料制备工艺中加入高压(等静压)和烧结工艺方法，使制得的所述高温超导块形材料与常导接头(如金属片，可以是银或银合金等)之间形成坚固有效的连接。
所述低温容器可以是玻璃钢高真空夹层杜瓦低温箱，或内置绝热层(如泡沫材料等)外有强化壳的非真空非金属低温筒等。所述制冷液可以是液氮、或液氢、或液氖、或液氩、或液氧、或液氦、或液化空气等。当所述高温超导初始带材是MgB2金属包套超导导线时，所述制冷液为液氢、或液氖、或液氦。对于如50赫兹的低频应用，所述铁心可以是通常的硅钢片铁心，或电工钢带，或非晶合金，或坡膜合金等；而对于高频应用，所述铁心可以是通常的铁氧体铁心等；铁心形状可以是C型、或E型、或R型等。
所述高温超导大电流变压器属于大电流低电压输出型电源变压器，主要应用于产生大电流，作为一种普遍适用的大电流低压电源适用于任何需要大电流和低电压的场合，可应用于高温超导低压直流输电系统中作为降压大电流变压器，或作为冶金工业中的电弧炉、感应炉、钢包炉、矿热炉、电石炉、电渣炉、盐浴炉、或大功率电焊机的变压器、电流互感器、断路器、接触器、热继电器、开关、升流电源等，还可用于现代脉冲工程中的例如大功率脉冲发生器、大功率激光器、高能加速器、受控热核反应以及电磁炮等。所述高温超导低压直流输电系统中的高温超导大电流电缆14，是由内部开有制冷液流动槽15的高温超导大电流电缆导线制备；高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体与复合高温超导导线复合而成，高温超导大电流电缆导线基体外复合有外保护套；所述制冷液流动槽可以是供制冷液单向或双向流动的通道。与通常电力变压器的属性不同，本发明的高温超导大电流变压器是用于产生低压性质的大电流，属于大电流电源变压器，不是用于电力传输系统的电力变压器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：利用复合高温超导导线或高温超导初始带材或高温超导大电流电缆导线绕制大电流次级线圈而制得的高温超导大电流变压器，不仅次级电流容量大、损耗低、效率高、能够输出非常大的电流，而且体积小、成本低、制备可行、操作简便、易维护、实用性好、用途广泛；可将制得的高温超导大电流变压器作为一种具有普遍应用意义的大电流低压电源，应用于任何需要大电流的场合。
附图说明
图1是C型铁心、初级线圈采用传统线圈技术绕制、采用制冷机冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图2是C型铁心、初级线圈采用传统线圈技术绕制、采用制冷液冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图3是C型铁心、初级线圈采用复合高温超导导线绕制或采用高温超导初始带材绕制、采用制冷机冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图4是C型铁心、初级线圈采用复合高温超导导线绕制或采用高温超导初始带材绕制、采用制冷液冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图5是E型铁心、初级线圈采用复合高温超导导线绕制或采用高温超导初始带材绕制、采用制冷机冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图6是E型铁心、初级线圈采用传统线圈技术绕制、采用制冷液冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图7是C型铁心单边绕组结构、初级线圈采用传统线圈技术绕制、采用制冷机冷却的高温超导大电流变压器的结构示意图。
图8是复合高温超导导线的结构示意图。
图9是高温超导大电流电缆导线的结构示意图。
图10是高温超导大电流变压器应用于高温超导低压直流输电系统中的结构示意图。
图11是制冷液流动槽为单向通道的高温超导大电流电缆导线结构示意图。
图12是制冷液流动槽为双向通道的高温超导大电流电缆导线结构示意图。
图中标号如下：
1 铁心 2 初级线圈
3 次级线圈 4 低温容器
5 大电流引线 6 制冷机
7 高压输入端口 8 强化支柱
9 制冷液 10 高温超导初始带材
11 高温超导带材强化基带 12 高温超导多带材强化基体
13 外保护套 14 高温超导大电流电缆
15 制冷液流动槽 16 测控线端口
17 真空抽气孔 18 基座
19 制冷液液面计 20 制冷液进口
21 制冷液出口 22 保险阀
23 减压降温抽气孔 24 固化填充物
25 制冷液流出通道 26 制冷液流入通道
27 复合高温超导导线 28 高温超导大电流电缆导线基体
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的优选实施例作进一步的描述。
实施例1
如图1、图8、图10、图11所示。制备一个单向50000VA/50Hz的高温超导大电流变压器电源。所述高温超导大电流变压器，包括铁心1、初级线圈2和次级线圈3，初级线圈2通过高压输入端口7与外部电源相连，次级线圈3通过大电流引线5输出大电流低压电；次级线圈3由复合高温超导导线27绕制，是大电流低电阻损耗线圈，初级线圈2采用传统线圈技术绕制；次级线圈3置于低温容器4中，利用制冷机6冷却。所述高温超导大电流变压器固定在基座18上。
所述小型高温超导大电流变压器的设计参数如下：
输出规格：初级线圈2工作电压V1＝6300V，次级线圈3输出24V电压，2000A电流；次级线圈3的实绕圈数为2圈，实际最大电流为2083A；
铁心1：C型，冷轧晶粒取向硅钢片，长L＝2m，高H＝2m，截面0.2m×0.2m；
最大功率：50000VA(变压器效率，如选99.9％)；
磁路：铁心1在额定工作点的磁感应强度B≈1.7T，相对磁导率μr≈4000，磁场强度H＝338.2A/m；
初级线圈2电流：I1＝8A；
初级线圈2的圈数：采用铜漆包线绕制，N1＝525圈。
复合高温超导导线27：利用填充封灌强化工艺制备，即在外保护套13的槽内复合有六个高温超导多带材强化基体12，在每一个高温超导多带材强化基体12上复合有十个高温超导带材强化基带11，在每一个高温超导带材强化基带11上复合有一高温超导初始带材10，然后利用低熔点焊锡作为固化填充物24对外保护套13上置有多个高温超导多带材强化基体12的槽内进行封灌保护强化和固化，制得复合高温超导导线27；其中，高温超导初始带材10为(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x多芯高温超导导线，高温超导带材强化基带11的材质为钢，高温超导多带材强化基体12的材质为铜，外保护套13的材质为铜合金。60根临界电流大于100A的高温超导初始带材10，与高温超导带材强化基带11、高温超导多带材强化基体12、外保护套13共同复合成实用的复合高温超导导线27，能充分保证本实施例要求的工作电流。
次级线圈3：是利用上述复合高温超导导线27制备的超导连接双饼式线圈。所述超导连接双饼式线圈是利用已绝缘处理的复合高温超导导线27，以中点为对称点，在不折断复合高温超导导线27和不破坏复合高温超导导线27超导性的条件下，复合高温超导导线27的两段分别沿着线圈骨架的径向互为反向缠绕，形成等效于两个单饼式线圈串联的双饼式线圈。次级线圈3置于作为低温容器4的玻璃钢高真空夹层杜瓦低温箱中，低温容器4的上部开有真空抽气孔17，低温容器4的内部为真空，低温容器4上设有测控线端口16。
大电流引线5：利用开普顿薄膜带作为绝缘带包裹卷绕高温超导初始带材10制备，然后用环氧树脂进行固化和保护处理；高温超导初始带材10为(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x多芯高温超导导线。
制得的所述高温超导大电流变压器作为大电流低压电源应用于高温超导低压直流输电系统中。所述高温超导低压直流输电系统中的高温超导大电流电缆14，是由内部开有制冷液流动槽15的高温超导大电流电缆导线制备，其间设有强化支柱8；高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体28与复合高温超导导线27复合而成，高温超导大电流电缆导线基体28外复合有外保护套13。所述高温超导大电流电缆导线基体28的材质为银合金。
实施例2
如图6、图9、图10、图12所示。制备单相500000VA/50Hz的高温超导大电流变压器电源。所述高温超导大电流变压器，包括铁心1、初级线圈2和次级线圈3，初级线圈2通过高压输入端口7与外部电源相连，次级线圈3通过大电流引线5输出大电流低压电；次级线圈3由高温超导大电流电缆导线绕制，是大电流低电阻损耗线圈，初级线圈2采用传统线圈技术绕制；次级线圈3置于低温容器4中，利用制冷液9冷却。
所述高温超导高压变压器设计参数：
规格：初级工作电压380V单相电源，初级线圈2的圈数为38圈；次级线圈3的圈数为1圈，输出10V电压，5000A电流；
铁心1：E型，硅钢片铁心，长L＝2m，高H＝2m，圆型铁心截面直径0.28m；
最大功率：50000VA；
初级线圈2电流：I1＝132A；
初级线圈2圈数：采用高绝缘强度的纱包漆包铜导线绕制，N2＝38圈。
复合高温超导导线27：采用附加保护套强化工艺制备，即在每一个高温超导多带材强化基体12上复合有六个高温超导带材强化基带11，在每一个高温超导带材强化基带11上复合有一高温超导初始带材10，然后利用附加保护套强化工艺，将外保护套13与十个高温超导多带材强化基体12卡接，制得复合高温超导导线27；其中，高温超导初始带材10为Y1Ba2Cu3O7-x镀膜导线，高温超导带材强化基带11的材质为银合金，高温超导多带材强化基体12的材质为铜，外保护套13的材质为铜合金。60根临界电流大于100A的高温超导初始带材10，与高温超导带材强化基带11、高温超导多带材强化基体12、外保护套13共同复合成实用的复合高温超导导线27。
所述高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体28与四根复合高温超导导线27复合而成，高温超导大电流电缆导线基体28外复合有外保护套13，能充分保证本实施例要求的工作电流。高温超导大电流电缆导线基体28的材质为铜。
次级线圈3：是利用上述高温超导大电流电缆导线制备的螺线管式线圈。次级线圈3置于作为低温容器4的内置泡沫材料绝热层、外有强化壳的非真空非金属低温筒中，工作于作为制冷液9的77K液氮中，低温容器4上设有测控线端口16、制冷液进口20、制冷液出口21、保险阀22、减压降温抽气孔23，低温容器4内部还设有制冷液液面计19。
大电流引线5：由长条形的铋系Bi-2223作为高温超导块形材料制备，然后用环氧树脂进行固化和保护处理。
制得的所述高温超导大电流变压器作为大电流低压电源应用于高温超导低压直流输电系统中。所述高温超导低压直流输电系统中的高温超导大电流电缆14，是由内部开有制冷液流动槽15的高温超导大电流电缆导线制备，其间设有强化支柱8；制冷液流动槽15包括供液氮双向流动的制冷液流入通道26和制冷液流出通道25。高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体28与复合高温超导导线27复合而成，高温超导大电流电缆导线基体28外复合有外保护套13。
实施例3
如图3所示。与实施例1相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：铁心1为非晶合金。初级线圈2和次级线圈3均由高温超导初始带材10绕制，均置于低温容器4中。绕制初级线圈2的高温超导初始带材10为(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x单芯高温超导导线，绕制次级线圈3的高温超导初始带材10为(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x多芯高温超导导线。次级线圈3是利用上述高温超导初始带材10制备的单饼式线圈。大电流引线5是利用玻璃纤维带作为绝缘带包裹卷绕利用填充封灌强化工艺制备的复合高温超导导线27制备。制得的所述高温超导大电流变压器作为大电流低压电源应用于冶金工业中，初级线圈2通过高压输入端口7连接配电系统6.3kV电源，次级线圈3的负载为冶金工业中的电弧炼钢炉的电源，为其提供大电流电源。
实施例4
如图4所示。与实施例2相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：铁心1为C型电工钢带。初级线圈2和次级线圈3均由高温超导初始带材10绕制。绕制初级线圈2的高温超导初始带材10为MgB2多芯金属包套超导导线，绕制次级线圈3的高温超导初始带材10为MgB2单芯金属包套超导导线。次级线圈3是利用上述高温超导初始带材10制备的单饼式线圈与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈。大电流引线5由圆柱形的铋系Bi-2212作为高温超导块形材料制备。初级线圈2和次级线圈3工作于作为制冷液9的20K液氢中。制得的所述高温超导大电流变压器作为大电流低压电源应用于冶金工业中，作为感应炉的电源。
实施例5
如图5、图8所示。与实施例1相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：铁心1为E型、铁氧体铁心。初级线圈2由利用填充封灌强化工艺制备的复合高温超导导线27绕制，次级线圈3由高温超导初始带材10绕制，高温超导初始带材10为(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x单芯高温超导导线。次级线圈3是利用上述高温超导初始带材10制备的单饼式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈。大电流引线5由圆环形的钇系Y-123作为高温超导块形材料制备。制得的所述高温超导大电流变压器作为大电流低压电源应用于冶金工业中，作为大功率电焊机的电源。
实施例6
如图2、图11所示。与实施例2相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：铁心1为C型，坡膜合金。次级线圈3是利用内部开有制冷液流动槽15的高温超导大电流电缆导线制备的超导连接双饼式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈。大电流引线5由方形的MgB2作为高温超导块形材料25制备。
实施例7
如图7所示。与实施例1相同的地方不再重复叙述，不同之处在于：次级线圈3是螺线管式线圈与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈。初级线圈2和次级线圈3置于C型铁心1的单边。
Claims (10)
1.一种高温超导大电流变压器，包括铁心(1)、初级线圈(2)和次级线圈(3)，初级线圈(2)通过高压输入端口(7)与外部电源相连，次级线圈(3)通过大电流引线(5)输出大电流低压电，其特征在于：次级线圈(3)由复合高温超导导线(27)、或高温超导初始带材(10)、或高温超导大电流电缆导线绕制，是大电流低电阻损耗线圈；初级线圈(2)采用传统线圈技术绕制，次级线圈(3)置于低温容器(4)中，利用制冷液(9)或制冷机(6)冷却；或初级线圈(2)采用复合高温超导导线(27)或高温超导初始带材(10)绕制，初级线圈(2)和次级线圈(3)同时置于低温容器(4)中，利用制冷液(9)或制冷机(6)冷却。
2.根据权利要求1所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体(28)与复合高温超导导线(27)复合而成，高温超导大电流电缆导线基体(28)外复合有外保护套(13)。
3.根据权利要求2所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：高温超导大电流电缆导线内部开有制冷液流动槽(15)。
4.根据权利要求1至3任一所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：复合高温超导导线(27)是由高温超导多带材强化基体(12)与外保护套(13)连接复合而成，高温超导多带材强化基体(12)上通过高温超导带材强化基带(11)复合有高温超导初始带材(10)。
5.根据权利要求1所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：高温超导初始带材(10)是含有金属包套结构的多芯或单芯高温超导导线，或基于镀膜高温超导导线工艺制备的高温超导导线，或MgB2金属包套超导导线；所述含有金属包套结构的多芯高温超导导线是(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x多芯高温超导导线，或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x多芯高温超导导线；所述含有金属包套结构的单芯高温超导导线是(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x单芯高温超导导线，或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x单芯高温超导导线；所述基于镀膜高温超导导线工艺制备的高温超导导线是Y1Ba2Cu3O7-x镀膜导线；所述MgB2金属包套超导导线是MgB2多芯金属包套超导导线，或MgB2单芯金属包套超导导线。
6.根据权利要求4所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：高温超导初始带材(10)是含有金属包套结构的多芯或单芯高温超导导线，或基于镀膜高温超导导线工艺制备的高温超导导线，或MgB2金属包套超导导线；所述含有金属包套结构的多芯高温超导导线是(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x多芯高温超导导线，或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x多芯高温超导导线；所述含有金属包套结构的单芯高温超导导线是(Bi，Pb)2Sr2Ca2Cu3O10+x单芯高温超导导线，或(Bi，Pb)2Sr2Ca1Cu2O8-x单芯高温超导导线；所述基于镀膜高温超导导线工艺制备的高温超导导线是Y1Ba2Cu3O7-x镀膜导线；所述MgB2金属包套超导导线是MgB2多芯金属包套超导导线，或MgB2单芯金属包套超导导线。
7.根据权利要求1或2或3或5或6所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：次级线圈(3)是螺线管式线圈，或单饼式线圈，或超导连接双饼式线圈，或单饼式线圈与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或单饼式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或超导连接双饼式线圈与超导连接双饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈，或螺线管式线圈与超导连接双饼式线圈串联再与单饼式线圈串联组合而成的复合饼式线圈。
8.根据权利要求1所述的高温超导大电流变压器，其特征在于：大电流引线(5)是利用绝缘带包裹卷绕高温超导初始带材(10)或复合高温超导导线(27)制备，或由高温超导块形材料制备，然后用环氧树脂进行固化和保护处理；所述绝缘带为开普顿薄膜带或玻璃纤维带；所述高温超导块形材料是Bi-2223，或Bi-2212，或Y-123，或MgB2。
9.如权利要求1至3任一所述的高温超导大电流变压器应用于：所述高温超导大电流变压器属于大电流低电压输出型电源变压器，作为大电流低压电源应用于高温超导低压直流输电系统中，或作为冶金工业中的电弧炉、或感应炉、或大功率电焊机的电源。
10.根据权利要求9所述的高温超导大电流变压器的应用，其特征在于：所述高温超导低压直流输电系统中的高温超导大电流电缆(14)，是由内部开有制冷液流动槽(15)的高温超导大电流电缆导线制备；所述高温超导大电流电缆导线是由高温超导大电流电缆导线基体(28)与复合高温超导导线(27)复合而成，高温超导大电流电缆导线基体(28)外复合有外保护套(13)。
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Legal Events
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Owner name: NANJING SUPER SUPERCONDUCTION TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: UNIVERSITY OF ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY OF CHINA Effective date: 20130516 |
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Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 610054 CHENGDU, SICHUAN PROVINCE TO: 211215 NANJING, JIANGSU PROVINCE |
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Effective date of registration: 20130516 Address after: Lishui Economic Development Zone Zhetang town Nanjing city Jiangsu province 211215 Ning Road No. 368 Patentee after: Nanjing Thorpe superconductor technology Co., Ltd. Address before: 610054 No. two, Jianshe North Road, Chengdu, Sichuan, four Patentee before: University of Electronic Science and Technology of China |
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Granted publication date: 20110720 Termination date: 20151214 |
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