【摘要】：我國經(jīng)濟發(fā)展迅速,隨之而來的是各個地區(qū)用電需求量的迅速增長,為保障經(jīng)濟發(fā)展我國電網(wǎng)結(jié)構(gòu)在不斷的加強再加上我國電力資源和需求的分布不均勻,都使得電網(wǎng)中的短路故障電流水平也進一步上升,逐漸超出斷路器的開斷水平。因此,為保障電網(wǎng)的持續(xù)發(fā)展更以滿足我國不斷增長的用電需求,對短路故障電流的限制已經(jīng)成為電網(wǎng)發(fā)展所面臨的迫在眉睫的問題。目前限制短路故障電流的技術(shù)有很多,使用限流器是其中一種較為靈活的辦法。但傳統(tǒng)限流器有很多弊端,而利用超導材料特性所研制的超導限流器卻可以解決這些弊端,能夠設計出理想中的故障限流器。超導限流器有著低損耗、快響應、自恢復的優(yōu)勢,這些理想中的特性使得超導限流器的發(fā)展應用有著較大的前景。隨著超高壓特高壓網(wǎng)絡的不斷建成,超導限流器的工作電壓等級不斷提升,而在高壓下工作的超導限流器需要面對的首要問題之一便是絕緣問題,要在電網(wǎng)中應用,電力設備的安全性和可靠性是首要考慮的關(guān)鍵因素。超導限流器的超導繞組工作于液氮下的低溫環(huán)境中,使其絕緣問題更加復雜,因此絕緣問題一直是限制超導限流器在更高電壓等級中應用的障礙之一。超導限流器內(nèi)存在絕緣問題的部分為超導繞組和杜瓦罐間的絕緣即主絕緣,超導帶與超導帶間的絕緣以及一盤超導繞組和相鄰超導繞組盤間的絕緣。本文主要研究的超導限流器主絕緣的問題,首先為研究這一問題參考實際項目中160kV超導限流器的結(jié)構(gòu)設計了COMSOL仿真模型對限流器主絕緣的電場分布進行了仿真。其次根據(jù)仿真結(jié)果設計了針板和球球兩種電極下的液氮高壓直流擊穿試驗并結(jié)合針板和球球電極仿真來研究液氮的高壓直流擊穿性質(zhì),其中對針板電極下的液氮擊穿試驗設計電極間距從5 mm至180 mm,擊穿電壓最高達到500 kV,對球球電極間距從5 mm到30 mm,擊穿電壓最高達到500 kV,為之前人們對液氮的直流耐壓研究未達到的電壓幅值。之后結(jié)合針板電極、球球電極、超導限流器主絕緣的電場仿真,對比他們間的電場分布再結(jié)合之前所得到的液氮耐壓試驗結(jié)果進行綜合分析,繪制電壓、場強等曲線,得出了用于判斷液氮在直流電壓下是否可能發(fā)生擊穿的依據(jù)。最后利用上述分析結(jié)果對超導限流器的主絕緣進行的相關(guān)設計,使其能有更好的絕緣性能。在保障其絕緣性能的前提下,盡可能的減小其占地面積,提高經(jīng)濟性。
【學位授予單位】：北京交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：TM471
【圖文】：

進行研宄［１５］，因此絕緣問題是制約超導限流器在更高電壓等級電網(wǎng)中應用的關(guān)鍵逡逑問題之一。逡逑從圖１－２中可以看出電阻型高溫超導限流器裝置的核心部件一一超導繞組等逡逑一般采用液氮浸泡以獲得運行所必需的低溫環(huán)境［１６］。在電阻型超導限流器中，液逡逑氮不僅需要給超導繞阻提供其所需的低溫環(huán)境，還需要充當超導限流器中的絕緣逡逑４逡逑

（９０％應力電極面積）和｛ＳＬＶ｝９０邋（９０％應力液體體積），實驗結(jié)果表明，隨著逡逑｛ＳＥＡ｝９０或｛ＳＬＶ｝９０的增加，液氮的直流和交流擊穿強度將降低到數(shù)值的１／５［１７］。逡逑部分結(jié)果如圖１－３所示：逡逑１：０ｒ邐１邐１邐邐邐，：0ｆ邐＇邐＇——＇￣邐邐逡逑．邐Ｐｏｓｍｖｅ邋ｄｃ邐了邐Ｎｅｇａｔｉｖｅ邋ｉｋ逡逑＞，Ｍ－邐？邐－＞？0．邋Ｔ邋Ｔ邐■邐１邐，0）．邐＊邐．逡逑ＳＯＭ邋＇：邋Ｉ邐－邋＞邋Ｗ．邐蘭．逡逑１邋ｈ邋ｒ－ｆ—ｉ邐１邋ｉ邋ｈ－逡逑－ｉ邋＊？邋＇＇＇Ｉ、邐．邋３，：邋＿—ｒ邐ｉ邋｜邋ｗ［邋／｜邐ｔ邐邐｜邋－逡逑ｉ邐0，二邋Ｉ邐。＿抑0一邐Ｉ邋｝邐。味－一0５，咖逡逑－－０？邐－邋ａ邋ａ－邐－邋ｓ邋２，，．逡逑0０邐３０５０邐￣＾—？—？￣＾￣？邐ｕ

【參考文獻】

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本文編號：2740852