CN206789412U - 高温超导变压器 - Google Patents

高温超导变压器 Download PDF

Info

Publication number
CN206789412U
CN206789412U CN201720410253.5U CN201720410253U CN206789412U CN 206789412 U CN206789412 U CN 206789412U CN 201720410253 U CN201720410253 U CN 201720410253U CN 206789412 U CN206789412 U CN 206789412U
Authority
CN
China
Prior art keywords
pressure winding
iron core
winding
temperature
low pressure
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
CN201720410253.5U
Other languages
English (en)
Inventor
蔡传兵
宋浩雨
赵苏串
郭艳群
陆齐
白传易
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
University of Shanghai for Science and Technology
Original Assignee
University of Shanghai for Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by University of Shanghai for Science and Technology filed Critical University of Shanghai for Science and Technology
Priority to CN201720410253.5U priority Critical patent/CN206789412U/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN206789412U publication Critical patent/CN206789412U/zh
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E40/00—Technologies for an efficient electrical power generation, transmission or distribution
    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

Landscapes

  • Superconductors And Manufacturing Methods Therefor (AREA)

Abstract

本实用新型提供一种高温超导变压器，该高温超导变压器包括铁芯，高压绕组、低压绕组和低温杜瓦。高压绕组和低压绕组均置于低温杜瓦内，使其与铁芯隔离开。其中绕组采用基于一种低交流损耗的高温超导涂层导体型材‑高温超导罗贝尔线。低温杜瓦采用无磁玻璃钢材料，且为双层结构，其双层结构为真空。另外，低压绕组采用分段结构，段间相互绝缘。本实用新型专利技术不仅减小了变压器的体积，而且可以大大降低交流损耗、制冷损耗，带材层间环流等。

Description

高温超导变压器
技术领域
本实用新型涉及一种变压器、特别是涉及一种低交流损耗高温超导变压器，应用于变压器装置技术领域。
背景技术
变压器一般分为常规变压器和超导变压器。由于常规变压器需要油进行循环冷却，引起火灾风险高，而且损耗很大。为解决此问题，超导变压器应运而生。由于超导变压器是用超导线材绕制的，超导线承载的电流密度很大，所以超导变压器能够降低损耗，减小体积，并且用液氮冷却减小火灾隐患。
目前，高温超导分为Bi系和Y系。但由于Bi系带材强烈的各向异性使得其在液氮温区的不可逆场较低，因此微小的磁场就可以使其载流能力急剧下降，并且需要Ag作为原材料，导致成本较高。Y系高温超导带材各向异性弱，载流能力强，交流损耗低，具有潜在的应用价值。然而在变压器应用上，由于带材处于非均匀磁场，会在带材间引起环流的问题，导致局部过热，甚至会烧毁绕组。
实用新型内容
为了解决现有技术问题，本实用新型的目的在于克服已有技术存在的不足，提供一种高温超导变压器，不仅减小了变压器的体积，而且大大降低了交流损耗，显著降低材料成本，污染小、还能减小带材间环流。
为达到上述实用新型创造目的，本实用新型采用下述技术方案：
一种高温超导变压器，主要由铁芯、隔热装置和超导带材绕组组成，所述铁芯包括铁芯柱及设置于铁芯柱上下两端的铁轭，由支架将铁芯柱及铁轭固定，所述隔热装置采用低温杜瓦，所述超导带材绕组包括高压绕组和低压绕组，所述超导带材绕组是由高温超导涂层导体型材绕制而成，超导带材绕组均置于低温杜瓦的低温杜瓦腔中，使超导带材绕组与铁芯柱隔离开来，所述低温杜瓦内外壁为双层结构，双层结构中为真空。
作为本实用新型优选的技术方案，高压绕组采用圆筒式结构，所述低压绕组采用饼式分段结构，段间设有相互绝缘的构造。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，低压绕组的结构采用分段式结构，各相邻的线饼的距离由中间向两端依次递减。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，在铁芯柱上设有高压绕组，在高压绕组外部设有低压绕组。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，高压绕组和低压绕组由高温超导罗贝尔线绕制而成。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，采用高温超导罗贝尔线绕制的高压绕组和低压绕组的超导带材的横截面为矩形，并且相邻的超导带材形成彼此绝缘的绳股结构。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，高温超导罗贝尔线由16根曲折形的高温超导带材交叉编织而成。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，铁芯置于低温杜瓦外部，铁芯柱由硅钢片叠制而成，硅钢片的横截面为中间向两边对称分布且长宽依次减小的矩形形成的圆形截面。
作为上述方案的进一步优选的技术方案，超导带材绕组的超导带材是在金属基带上涂覆YBCO超导薄膜制成。
本实用新型与现有技术相比较，具有如下实质性特点和优点：
1.本实用新型高温超导变压器是将高低压绕组的普通线材用高温超导罗贝尔线取代，一方面，可以提高载流特性，另一方面，又减小了循环电流的产生，从而进一步改变高温超导变压器的工况；
2.与现有技术相比，本实用新型高温超导变压器首先采用了第二代高温超导带材，其制备不需要银，可大幅度降低材料成本；其次，将带材制成罗贝尔线，交叉编织，大大降低交流损耗和层间涡流，降低损害风险。
附图说明
图1是本实用新型优选实施例高温超导变压器的结构示意图。
图2是本实用新型优选实施例高温超导变压器的高温超导罗贝尔线结构图。
图3是图2左视图。
图4是图2右视图。
图5是本实用新型优选实施例高温超导变压器的低压绕组截面示意图。
具体实施方式
本实用新型的优选实施例详述如下：
在本实施例中，参见图1～5，一种高温超导变压器，主要由铁芯、隔热装置和超导带材绕组组成，铁芯包括铁芯柱1及设置于铁芯柱1上下两端的铁轭6，由支架5将铁芯柱1固定置于铁轭6之间，隔热装置采用低温杜瓦4，超导线材绕组包括高压绕组2和低压绕组3，超导带材绕组是由高温超导涂层导体型材绕制而成，超导带材绕组均置于低温杜瓦4的低温杜瓦腔7中，使超导带材绕组与铁芯柱隔离开来，使铁芯处于室温，绕组置于液氮中，这样可以减少制冷损耗，低温容器内外壁为双层结构，双层结构中为真空。由铁芯和绕组组成的变压模块单元其结构由内到外依次为铁芯柱1、低温杜瓦4、高压绕组2、低压绕组3和低温杜瓦4。超导绕组采用截面呈扁平状超导带材的高温超导罗贝尔线，超导带材是由金属基带上覆盖一层YBCO陶瓷氧化物薄膜形成的。带材的线股间相互绝缘，交叉编织。低压绕组采用分段式结构，中间饼间距向两边依次减小。本实施例高温超导变压器不仅减小了变压器的体积，而且可以大大降低圈内交流损耗、制冷损耗，带材层间环流等。
在本实施例中，参见图1～5，高压绕组2采用圆筒式结构；低压绕组3采用饼式分段结构，段间设有相互绝缘的构造。低压绕组3的结构采用分段式结构，各相邻的线饼的距离由中间向两端依次递减。在铁芯柱上设有高压绕组2，在高压绕组2外部设有低压绕组3。高压绕组2和低压绕组3由高温超导罗贝尔线绕制而成。采用高温超导罗贝尔线绕制的高压绕组2和低压绕组3的超导线材的横截面为矩形，并且相邻的超导线材形成彼此绝缘的绳股结构。高温超导罗贝尔线由16根曲折形的高温超导带材交叉编织而成。超导线材绕组的超导线材是在金属基带上涂覆YBCO超导薄膜制成。
在本实施例中，参见图1，铁芯置于低温杜瓦4外部，铁芯柱1由硅钢片叠制而成，硅钢片的横截面为中间向两边对称分布且长宽依次减小的矩形形成的圆形截面。
在本实施例中，参见图1～5，本实施例高温超导变压器包括铁芯柱、高压绕组2、低压绕组3和低温杜瓦4。铁芯柱置于低温杜瓦4外部，铁芯柱1由硅钢片叠制而成，其横截面为中间向两边对称分布长宽依次减小的矩形形成的圆形截面。由支架5将铁芯1及铁轭6固定，铁芯柱1上设有高压绕组2，高压绕组2外设有低压绕组3，高压绕组2为圆筒式结构，低压绕组3为饼式结构。低温杜瓦4壁为真空结构。本实施例的绕组均采用由二代高温超导带材制成的罗贝尔线。目前，国内外超导变压器一般采用Bi2223/Ag，但是由于这类高温超导使用金属Ag作为包套，使其成本较高，在提高性价比上较难。相较于一代高温超导Bi2223/Ag，本实施例采用的第二代高温超导采用金属有机沉积方法在金属基带上涂覆YBCO超导薄膜，大大降低了成本。另一方面，由于低压绕组3承载电流较高，因此，需并联多根带材，采用罗贝尔线不仅可以承担大电流，而且由于绳股之间电流彼此换位，还可以减小环流问题。
具体地，支架5置于铁轭6两侧用于固定铁芯硅钢片，在铁芯柱1外分别套有由12mm宽的高温超导罗贝尔线绕制的高压绕组2和低压绕组3，高温超导罗贝尔线为16根曲折形的高温超导带材交叉编织而成，图2为高温超导罗贝尔线的示意图。图3为图2的左视图，经过交叉编织后得到图4，图中标号11-26作为区分16根带材，此为高温超导罗贝尔线换位方式。选用聚酰亚胺纸作为绕组的层间绝缘。两绕组共同置于低温杜瓦4中，低温杜瓦腔7内注满液氮，使绕组浸于液氮中。铁芯处于室温，高压绕组2、低压绕组3与铁芯柱1之间通过低温杜瓦隔离开来。其中低压绕组3采用分段式结构，段间距10由中间向两端依次减小，这样可以减弱饼间相互作用，提高电流均匀度。图5中的附图标记8为线饼截面部分，图5中的附图标记9为低压绕组3内部间距。低压绕组3的相邻绕组之间用网格布做段间绝缘。低温杜瓦4采用玻璃钢材质。本实施例高温超导变压器实现了小型化和轻型化，阻燃和环保性好，具有很好的高温超导稳定性，节能效果好，限流效果好，正因为超导变压器具有小型、轻量化、低损耗、不燃烧等特点，所以市中心变电所、高楼大厦及安装环境较恶劣的位置都可望采用本实施例高温超导变压器。本实施例高温超导变压器的经济性更好，更容易实用化。
上面结合附图对本实用新型实施例进行了说明，但本实用新型不限于上述实施例，还可以根据本实用新型的实用新型创造的目的做出多种变化，凡依据本实用新型技术方案的精神实质和原理下做的改变、修饰、替代、组合或简化，均应为等效的置换方式，只要符合本实用新型的实用新型目的，只要不背离本实用新型高温超导变压器的技术原理和实用新型构思，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种高温超导变压器，主要由铁芯、隔热装置和超导带材绕组组成，其特征在于：所述铁芯包括铁芯柱(1)及设置于铁芯柱(1)上下两端的铁轭(6)，由支架(5)将铁芯柱(1)及上下两个铁轭(6)固定，所述隔热装置采用低温杜瓦(4)，所述超导带材绕组包括高压绕组(2)和低压绕组(3)，所述超导带材绕组是由高温超导涂层导体型材绕制而成，超导带材绕组均置于低温杜瓦(4)的低温杜瓦腔(7)中，使超导带材绕组与铁芯柱隔离开来，所述低温杜瓦内外壁为双层结构，双层结构中为真空。
2.根据权利要求1所述高温超导变压器，其特征在于：所述高压绕组(2)采用圆筒式结构，所述低压绕组(3)采用饼式分段结构，段间设有相互绝缘的构造。
3.根据权利要求2所述高温超导变压器，其特征在于：所述低压绕组(3)的结构采用分段式结构，各相邻的线饼的距离由中间向两端依次递减。
4.根据权利要求1所述高温超导变压器，其特征在于：在所述铁芯柱(1)上设有高压绕组(2)，在所述高压绕组(2)外部设有低压绕组(3)。
5.根据权利要求1所述高温超导变压器，其特征在于：所述高压绕组(2)和所述低压绕组(3)由高温超导罗贝尔线绕制而成。
6.根据权利要求5所述高温超导变压器，其特征在于：采用高温超导罗贝尔线绕制的所述高压绕组(2)和所述低压绕组(3)的超导线材的横截面为矩形，并且相邻的超导线材形成彼此绝缘的绳股结构。
7.根据权利要求5所述高温超导变压器，其特征在于：高温超导罗贝尔线由16根曲折形的高温超导带材交叉编织而成。
8.根据权利要求1所述高温超导变压器，其特征在于：所述铁芯置于低温杜瓦(4)外部，铁芯柱(1)由硅钢片叠制而成，硅钢片的横截面为中间向两边对称分布且长宽依次减小的矩形形成的圆形截面。
9.根据权利要求1所述高温超导变压器，其特征在于：所述超导带材绕组的超导带材是在金属基带上涂覆YBCO超导薄膜制成。
CN201720410253.5U 2017-04-19 2017-04-19 高温超导变压器 Expired - Fee Related CN206789412U (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201720410253.5U CN206789412U (zh) 2017-04-19 2017-04-19 高温超导变压器

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201720410253.5U CN206789412U (zh) 2017-04-19 2017-04-19 高温超导变压器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN206789412U true CN206789412U (zh) 2017-12-22

Family

ID=60707331

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201720410253.5U Expired - Fee Related CN206789412U (zh) 2017-04-19 2017-04-19 高温超导变压器

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN206789412U (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110211765A (zh) * 2019-06-12 2019-09-06 华北电力大学 一种超导限流变压器
CN110706860A (zh) * 2019-08-30 2020-01-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于大电流、强磁场的高温超导罗贝尔绕组电缆

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110211765A (zh) * 2019-06-12 2019-09-06 华北电力大学 一种超导限流变压器
CN110706860A (zh) * 2019-08-30 2020-01-17 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于大电流、强磁场的高温超导罗贝尔绕组电缆
CN110706860B (zh) * 2019-08-30 2021-03-19 中国科学院合肥物质科学研究院 一种用于大电流、强磁场的高温超导罗贝尔绕组电缆

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN103035353B (zh) 一种应用Bi系和Y系高温超导带材绕制的组合绕组
CN101640121B (zh) 一种紧耦合式空心高温超导电抗器
ITMI952776A1 (it) Cavo superconduttore per alta potenza
CN206789412U (zh) 高温超导变压器
CN103532345A (zh) 一种超低损耗的超导电机
CN107248444B (zh) 包封的非绝缘超导线圈及其包封方法
CN110211765A (zh) 一种超导限流变压器
CN1230835C (zh) 具有双层冷却通道结构的热绝缘超导电缆及其冷却方法
CN103943301A (zh) 一种超导组合绕组
CN107078496B (zh) 超导电力系统以及超导电缆铺设方法
CN203871104U (zh) 一种超导组合绕组
Tomita et al. Next generation of prototype direct current superconducting cable for railway system
Wesche et al. Design of superconducting power cables
CN101540530B (zh) 鼠笼式异步高温超导发电机
Tomita et al. Design and development of superconducting DC cable for railway applications
CN204303529U (zh) 光伏发电用变压器线圈结构
CN209859688U (zh) 一种真空绝缘超导电缆结构
CN218351181U (zh) 高温超导缆结构
US9640309B2 (en) Superconducting DC reactor
CN204614577U (zh) 一种超导磁体多分支传导冷却结构
CN106971788A (zh) 超导石墨烯复合电缆
CN207382174U (zh) 一种高温超导同步调相机
CN104835612A (zh) 一种超导磁体多分支传导冷却结构
CN204303535U (zh) 用于风力发电的超导干式变压器
CN104485218A (zh) 用于双分裂超导变压器的线圈结构

Legal Events

Date Code Title Description
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee

Granted publication date: 20171222

Termination date: 20180419