單相3 0 0 0kVA高溫超導(dǎo)變壓器設(shè)計(jì)

0 引言
現(xiàn)代變壓器是一種具有高度可靠性，高效率的電力設(shè)備。常導(dǎo)變壓器由于其固有缺陷難以滿足現(xiàn)代電力工業(yè)發(fā)展的需要。研究和發(fā)展新型超導(dǎo)變壓器，從而提高電力變壓器的性能，具有巨大的價(jià)值。高溫超導(dǎo)變壓器采用高溫超導(dǎo)材料取代銅導(dǎo)線繞制高溫超導(dǎo)線圈，以液氮取代變壓器油作為冷卻介質(zhì)，使高溫超導(dǎo)線圈在液氮環(huán)境中運(yùn)行，與常導(dǎo)變壓器相比，它有很多優(yōu)勢(shì)：體積小，重量輕。文獻(xiàn)[2]指出，一臺(tái)三相60MVA高溫超導(dǎo)變壓器考慮冷卻系統(tǒng)后，其重量約為同容量常導(dǎo)變壓器的60%。

1 超導(dǎo)變壓器電磁設(shè)計(jì)的要點(diǎn)
1)磁場(chǎng)與環(huán)流
與常導(dǎo)變壓器比較，在超導(dǎo)變壓器設(shè)計(jì)中，漏磁場(chǎng)及環(huán)流是需要特別考慮的兩個(gè)問題。在常導(dǎo)變壓器中，漏磁場(chǎng)達(dá)0．2～0．3T；并繞導(dǎo)線通過適當(dāng)換位，加上繞組電阻限制環(huán)流的作用，環(huán)流可控制在允許范圍內(nèi)。但在超導(dǎo)變壓器中，漏磁場(chǎng)尤其是其徑向分量，降低繞組中的臨界電流并增加交流損耗；而且超導(dǎo)材料的零電阻特性使得繞組限制環(huán)流的能力極低，繞組各支路間漏電抗微小的不平衡可能引起相當(dāng)大的環(huán)流。環(huán)流的存在一方面增加繞組的交流損耗；另一方面使得漏磁場(chǎng)分布不均勻，從而降低臨界電流。環(huán)流的較準(zhǔn)確計(jì)算建立在漏磁場(chǎng)分析的基礎(chǔ)上。因此，超導(dǎo)變壓器的電磁設(shè)計(jì)應(yīng)涉及漏磁場(chǎng)計(jì)算內(nèi)容。
2)短路阻抗
漏抗和漏磁場(chǎng)分布有關(guān)，而繞組的安匝分布決定漏磁場(chǎng)分布。為了降低漏磁場(chǎng)，超導(dǎo)變壓器的安匝分布比較稀疏，換言之，繞組的匝間、層間或餅間的氣隙相對(duì)較大，考慮到一，二次側(cè)繞組采用不同形式，高、低壓繞組磁勢(shì)沿軸向分布不均勻，由此產(chǎn)生的橫向磁場(chǎng)對(duì)漏抗的影響不能忽略。這樣，漏抗計(jì)算不能簡(jiǎn)單套用常導(dǎo)變壓器的方法。