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超导变压器电磁设计的要点有哪些?

2017-03-17 20:59分类:电气工程 阅读:

 

      (1)磁场与环流。与常规变压器比较,在超导变压器设计中,漏磁场及环流是需要特别考虑的两个问题。在常规变压器中,漏磁场达0. 2~0. 3T,并绕导线通过适当换位,加上绕组电阻限制环流的作用,环流可控制在允许范围内。但在超导变压器中,漏磁场尤其是其径向分量,降低绕组中的临界电流并增加交流损耗,而且超导材料的零电阻特性使得绕组限制环流的能力极低,绕组各支路间漏电抗微小的不平衡可能引起相当大的环流。环流的存在一方面增加绕组的交流损耗;另一方面使得漏磁场分布不均匀,从而降低临界电流。由于环流的较准确计算是建立在漏磁场分析的基础上,因此,超导变压器的电磁设计应涉及漏磁场的计算内容。
    (2)短路阻抗。漏抗和漏磁场的分布有关,而绕组的安匝分布决定漏磁场分布。为了降低漏磁场,超导变压器的安匝分布比较稀疏,换言之,绕组的匝间、层间或饼间的气隙相对较大,考虑到一,二次侧绕组采用不同形式,高、低压绕组磁势沿轴向分布不均匀,由此产生的横向磁场对漏抗的影响不能忽略。这样,漏抗计算就不能简单套用常规变压器的方法。
    (3)优化方法。关于超导变压器优化设计的研究,大多数集中在减少超导线材用料及降低铁心损耗方面。其中,以绕组匝电压为自变量,目标函数是关于“变压器铁心体积及其损耗加超导线材长度加变压器在一定寿命期限内的损耗”,结果表明,当变压器的匝电压约取1. IV时,上述目标函数最优。这个匝电压值较常规变压器的10~20V低得多。

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