一种新型混合型超导限流器的设计与实验研究

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作者 陆利强 庄劲武 +2 位作者 柯其琛 李思光 岳丹阳 《高压电器》 CAS CSCD 北大核心 2024年第12期132-142,共11页

为解决传统电阻型超导限流器因超导组件参与常态通流而产生的超导带材用量过多及电流引线漏热功率过大等问题,提出了一种适用于中压船舶直流电力系统短路故障保护的新型混合型超导限流器拓扑结构。对其基于IGBT、高速真空开关的联合换... 为解决传统电阻型超导限流器因超导组件参与常态通流而产生的超导带材用量过多及电流引线漏热功率过大等问题,提出了一种适用于中压船舶直流电力系统短路故障保护的新型混合型超导限流器拓扑结构。对其基于IGBT、高速真空开关的联合换流过程进行了试验研究与理论计算,得出了电容、电感、电阻等参数对换流过程的影响规律;采用盘式无感绕制的方式制作了超导带材盘,组成的高温超导组件电感值仅2.9μH;介绍了限流器用高速真空开关的触头运动特性;最后对限流器样机进行了试验,样机成功将预期峰值为57.6 kA的短路电流限流至24 kA以内,完成了在短路电流上升率为34 A/μs条件下,7.7 kA电流的换流,换流时间仅为61μs,电容电压最大值为1170 V,并实现了高速真空开关无弧分断。 展开更多

关键词 混合型超导限流器 中压直流 快速换流 高速真空开关 无弧分断

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基于YBa_2Cu_3O_7块材的高温超导限流器的限流特性研究 被引量：28

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作者 庄劲武 张晓锋 +2 位作者 王晨 杨锋 许瀚 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第8期45-48,共4页

电阻型高温超导限流器(HTSFCL)利用超导体的超导态-正常态转变来限制短路电流,无需短路故障检测电路,具有体积小、重量轻的优点。为此在国内提出了基于YBa2Cu3O7高温超导材料的电阻型HTSFCL方案;开展了电阻型HTSFCL限流特性的实验研究,... 电阻型高温超导限流器(HTSFCL)利用超导体的超导态-正常态转变来限制短路电流,无需短路故障检测电路,具有体积小、重量轻的优点。为此在国内提出了基于YBa2Cu3O7高温超导材料的电阻型HTSFCL方案;开展了电阻型HTSFCL限流特性的实验研究,得到了不同电压下,HTSFCL的限流效果;分析了超导体失超电阻的传播特性。实验结果表明:电阻型HTSFCL可将预计200A(交流峰值)的短路电流限到120A,限流效果明显。这对进一步开展基于YBCO材料的电阻型HTSFCL研究具有重要的指导意义。 展开更多

关键词 高温超导 限流器 YBa2Cu3O7(YBCO)块材 失超 短路电流

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二代高温超导材料的应用技术与发展综述 被引量：17

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作者 金之俭 洪智勇 +7 位作者 赵跃 李柱永 黄振 吴蔚 张智巍 李小汾 姚林朋 盛杰 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第10期1155-1165,共11页

以钇钡铜氧化合物为代表的第二代高温超导材料具有高临界磁场、高临界温度、高电流密度等本征物理优势.第二代高温超导材料的超导电性自被发现以来,便受到了世界范围内的广泛关注.近年来,随着超导带材制备工艺的逐步成熟和应用技术的不... 以钇钡铜氧化合物为代表的第二代高温超导材料具有高临界磁场、高临界温度、高电流密度等本征物理优势.第二代高温超导材料的超导电性自被发现以来,便受到了世界范围内的广泛关注.近年来,随着超导带材制备工艺的逐步成熟和应用技术的不断探索,二代高温超导材料在各行业中的应用正由实验室走向实际应用.结合国内外二代高温超导技术的主要发展趋势,重点介绍了上海交通大学在二代高温超导材料制备以及超导应用领域取得的主要进展. 展开更多

关键词 第二代高温超导带材 带材制备工艺 超导限流器 超导变压器 超导电机 超导感应加热

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新型饱和铁心高温超导限流器的实验研究 被引量：24

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作者 张晚英 周辉 +6 位作者 胡雪峰 佘旺 刘东辉 聂舟 赵硕 刘伯鑫 朱英浩 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2015年第2期494-501,共8页

饱和铁心型超导限流器的直流超导绕组中的直流影响短路故障电流的限流效果,研究发现,饱和铁心型超导限流器直流超导绕组中的直流还可以抑制谐波,并减少正常情况交流电流的波形畸变率。该文提出了一种新型饱和铁心高温超导限流器。新型... 饱和铁心型超导限流器的直流超导绕组中的直流影响短路故障电流的限流效果,研究发现,饱和铁心型超导限流器直流超导绕组中的直流还可以抑制谐波,并减少正常情况交流电流的波形畸变率。该文提出了一种新型饱和铁心高温超导限流器。新型饱和铁心高温超导限流器在正常工作情况下,两个固态开关SSTS处于闭合状态,直流超导绕组中的直流使饱和铁心型超导限流器处于饱和状态,限流器不会出现限流现象。在短路故障情况下,两个SSTS快速动作,断开限流器直流超导绕组中的直流,提高限流能力,同时使限流电阻快速串入超导限流器的交流回路限流,进一步提高限流效果。研究了该新型限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。通过仿真和和实验研究发现,新型限流器的限流效果非常明显,并能实现线路重合闸,电网的稳态和暂态短路电流显著减少,电网电能质量和动态稳定性得到有效提高。 展开更多

关键词 饱和铁心 高温超导限流器 短路电流 直流 谐波抑制

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偏流切换桥路型高温超导故障限流器的实验研究 被引量：17

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作者 张晚英 周有庆 +6 位作者 赵伟明 张绪红 朱青 黎福海 王耀南 李中发 陈洪云 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2008年第6期116-122,共7页

研究了应用于三相电力系统中偏流切换桥路型高温超导故障限流器实验室样机。正常工作情况,在电桥上引入直流偏置电流,不出现限流;短路故障情况,整流桥中的直流偏流影响限流效果,将直流偏置电压源切换到限流电阻,使故障电流限制到预定的... 研究了应用于三相电力系统中偏流切换桥路型高温超导故障限流器实验室样机。正常工作情况,在电桥上引入直流偏置电流,不出现限流;短路故障情况,整流桥中的直流偏流影响限流效果,将直流偏置电压源切换到限流电阻,使故障电流限制到预定的范围。研究了该限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。实验和仿真表明,该限流器有很好的限流和重合闸能力,能显著减少暂态及稳态的故障电流,有效提高系统的动态稳定性和电网的电能质量。 展开更多

关键词 高温超导限流器 直流偏置电压源 整流器 仿真 短路电流

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改进桥路型高温超导故障限流器的实验研究 被引量：17

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作者 张晚英 周有庆 +2 位作者 赵伟明 张绪红 朱英浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2010年第1期70-76,共7页

由于基本桥路型超导限流器对短路电流稳态值限流效果较小,本文提出了一种改进桥路型高温超导故障限流器。正常工作情况下,限流器四个桥臂上的二极管均导通,对系统无影响;系统发生短路故障后的前100μs内,该限流器像基本桥路型限流器一... 由于基本桥路型超导限流器对短路电流稳态值限流效果较小,本文提出了一种改进桥路型高温超导故障限流器。正常工作情况下,限流器四个桥臂上的二极管均导通,对系统无影响;系统发生短路故障后的前100μs内,该限流器像基本桥路型限流器一样立即限制短路电流峰值,其后利用固态开关的切换,将二极管和偏压电源从限流器中退出运行,超导线圈的电感能限制故障电流峰值和稳态值,利用限流电阻与超导线圈串联限流,进一步提高其限流能力,从而使装置能有效地限制短路电流稳态值。实验表明,该限流器具有很好的限流和重合闸能力,能显著减少暂态及稳态的故障电流,有效提高系统动态稳定性和电网电能质量。 展开更多

关键词 高温超导限流器 直流偏置电压源 整流器 短路电流

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改进型饱和铁心高温超导限流器的实验研究 被引量：13

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作者 张晚英 胡雪峰 +3 位作者 周辉 佘旺 刘东辉 朱英浩 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2014年第11期169-176,共8页

提出一种改进型饱和铁心高温超导限流器,其原副边绕组均采用超导绕组,在正常工作情况,没有限流现象。在短路故障情况,由于饱和铁心型高温超导限流器直流绕组中的直流电流影响限流能力,利用IGBT1快速断开直流电流以提高限流能力;同时断... 提出一种改进型饱和铁心高温超导限流器,其原副边绕组均采用超导绕组,在正常工作情况,没有限流现象。在短路故障情况,由于饱和铁心型高温超导限流器直流绕组中的直流电流影响限流能力,利用IGBT1快速断开直流电流以提高限流能力;同时断开限流器交流回路的IGBT2,使与之并联的限流电阻串入限流,提高了限流能力。研究了该限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。仿真结果及实验结果表明,该限流器能抑制电力系统的谐波,具有明显的限流效果,能显著减少电力系统的暂态和稳态故障电流,实现线路重合闸,提高了电网电能质量和电力系统动态稳定性。 展开更多

关键词 高温超导限流器 饱和铁心 直流电流 仿真 短路电流

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超导直流输电技术发展现状与趋势 被引量：12

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作者 邱清泉 张志丰 +1 位作者 张国民 肖立业 《南方电网技术》 北大核心 2015年第12期11-16,共6页

超导直流输电技术是实现大规模电力远距离输送的潜在解决方案之一,近年来得到了较快发展。介绍了超导直流输电技术的优越性,介绍了近年来国内外超导直流输电电缆直流断路器和超导直流限流器的研发现状和示范工程,分析了超导输电技术的... 超导直流输电技术是实现大规模电力远距离输送的潜在解决方案之一,近年来得到了较快发展。介绍了超导直流输电技术的优越性,介绍了近年来国内外超导直流输电电缆直流断路器和超导直流限流器的研发现状和示范工程,分析了超导输电技术的发展和趋势,并提出了相应的发展建议。 展开更多

关键词 高温超导材料 超导直流输电技术 超导直流电缆 超导直流限流器 能源管道

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电阻型高温超导限流器暂态电阻特性分析 被引量：49

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作者 龚珺 诸嘉慧 +2 位作者 方进 陈盼盼 丘明 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2018年第9期2130-2138,共9页

高温超导故障限流器(SFCL)因集自触发、限流、损耗较小等优点已成为解决目前电网短路故障问题的有效设备,为电力系统中电能的传输质量和稳定性提供了有效保障。该文通过对YBCO超导材料电、热性能的分析,建立电阻型超导限流单元瞬态电阻... 高温超导故障限流器(SFCL)因集自触发、限流、损耗较小等优点已成为解决目前电网短路故障问题的有效设备,为电力系统中电能的传输质量和稳定性提供了有效保障。该文通过对YBCO超导材料电、热性能的分析,建立电阻型超导限流单元瞬态电阻与其通过的电流和所在环境温度变化规律的数学模型。应用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行线路建模和短路故障运行状态模拟,并联合采用Matlab构建等效数学模型。通过数值暂态联合仿真分析,获得单相短路故障情况下与三相短路故障情况下超导故障限流器的限流比率及超导限流单元的电阻和温度变化特征。并对超导带材进行冲击电流试验,验证其电阻变化规律。计算和分析结果表明,在不同强度的短路电流冲击下,高温超导故障限流器产生的瞬态电阻受短路电流幅值和变化率影响较大。阻值变化的速率随短路电流变化速率的增大而增大,因此对于不同程度短路电流需采取不同的限流保护策略。该研究对超导限流器距离保护的研究提供了时间维度的参考,对掌握各种复杂拓扑类型高温超导限流器限流特性具有参考意义。 展开更多

关键词 高温超导故障限流器 限流电阻 短路电流 暂态仿真 温度特性 电特性

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饱和铁心型高温超导故障限流器数学模型的分析与参数设计 被引量：53

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作者 王付胜 刘小宁 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第8期135-139,共5页

首先对各种类型高温超导故障限流器(HTSCFCL)的优缺点做了简要的介绍,说明了饱和铁心型限流器的独特优点;对其数学模型进行了分析,并在此基础上推导出了这种限流器系统参数的设计公式;利用这些公式设计了一个限流器系统,并用电磁暂态仿... 首先对各种类型高温超导故障限流器(HTSCFCL)的优缺点做了简要的介绍,说明了饱和铁心型限流器的独特优点;对其数学模型进行了分析,并在此基础上推导出了这种限流器系统参数的设计公式;利用这些公式设计了一个限流器系统,并用电磁暂态仿真程序EMTP对其限流效果进行了验证和分析,结果证明推导出的公式是正确的,可以作为设计这种限流器系统的参考依据。 展开更多

关键词 饱和铁心型高温超导故障限流器 数学模型 参数设计 超导线圈 电抗器

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改进的双桥混合式桥路型高温超导故障限流器 被引量：18

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作者 朱青 朱英浩 +1 位作者 周有庆 周腊吾 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期39-44,50,共7页

针对现有断路器开断容量不能满足超高压系统故障短路电流要求的现状,介绍了两种单相桥型高温超导限流器的基本工作原理;针对整流桥中直流偏压的引入问题,提出了一种改进的双桥混合式桥路型高温超导故障限流器,深入讨论了新型限流器的工... 针对现有断路器开断容量不能满足超高压系统故障短路电流要求的现状,介绍了两种单相桥型高温超导限流器的基本工作原理;针对整流桥中直流偏压的引入问题,提出了一种改进的双桥混合式桥路型高温超导故障限流器,深入讨论了新型限流器的工作原理,限流器的参数变化对其限流特性的影响,包括临界电流、动作电流和超导线圈电感。仿真与实验表明该类型限流器具有良好的限流作用,从工程的角度解决了直流偏压引入困难的问题。 展开更多

关键词 双桥桥路型高温超导限流器 直流偏压 参数

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500kV高温超导限流器电气主接线方案 被引量：5

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作者 王春成 丁伟 +3 位作者 郭芳 陈辉祥 朱浩骏 韦斌 《中国电力》 CSCD 北大核心 2016年第2期96-101,共6页

500 kV高温超导限流器技术是目前世界上电压等级最高的高温超导限流器技术,它应用在电网中可有效解决由于电网结构加强产生的主干电网短路电流水平过高问题,同时又不降低电网运行的可靠性和灵活性,但目前还没有一个成熟的500 kV高温超... 500 kV高温超导限流器技术是目前世界上电压等级最高的高温超导限流器技术,它应用在电网中可有效解决由于电网结构加强产生的主干电网短路电流水平过高问题,同时又不降低电网运行的可靠性和灵活性,但目前还没有一个成熟的500 kV高温超导限流器电气主接线方案。根据目前高温超导限流器技术和设备最新研究进展,提出了4种500 kV高温超导限流器接入系统的电气主接线方案,并通过可靠性、保护配置和造价等的综合比选提出推荐方案,该方案适用于超导限流器可靠性不高且严重故障后需要立即切除的设备发展现状,故障后需要立即切除的技术发展现状。 展开更多

关键词 500 KV 高温超导限流器 主动式限流 电气主接线 可靠性 保护配置 综合比选

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饱和铁心型高温超导故障限流器仿真建模及短路特征研究 被引量：9

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作者 张彦涛 秦晓辉 +1 位作者 项祖涛 汤涌 《电网技术》 EI CSCD 北大核心 2014年第6期1562-1568,共7页

在建立饱和铁心型高温超导故障限流器(saturated iron-core type high temperature superconductive fault current limiters,SR-SFCL)电磁暂态仿真计算模型基础上,对电网发生短路故障后SR-SFCL一次绕组与励磁绕组的电流、电压过渡过程... 在建立饱和铁心型高温超导故障限流器(saturated iron-core type high temperature superconductive fault current limiters,SR-SFCL)电磁暂态仿真计算模型基础上,对电网发生短路故障后SR-SFCL一次绕组与励磁绕组的电流、电压过渡过程进行了定量计算,深入研究了一次绕组与励磁绕组电流、电压的特征和相互关系,分析了限流器对短路电流交流分量初始值、冲击电流和稳态短路电流的限制效果。研究指出:SR-SFCL对稳态短路电流具有很好的限制作用,充分发挥限流效果的关键是缩短励磁回路的灭磁时间,灭磁时间与一次电流、灭磁电阻取值等因素关系密切。 展开更多

关键词 饱和铁心型高温超导限流器 电磁暂态 灭磁时间 短路电流

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110kV/3kA高温超导电缆输电网络接入运行特性仿真计算与分析 被引量：9

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作者 陈晓宇 诸嘉慧 +2 位作者 方进 丘明 栗会峰 《电工技术学报》 EI CSCD 北大核心 2016年第16期7-15,共9页

随着城市电力需求的不断增长以及提高电网运行安全和对环境保护的要求,传统输电网络已不能完全满足城市供电的需求,高温超导(HTS)电缆的发展为解决这些矛盾提供了可能,可以应用在那些受制于地形和安全因素而不能建造架空线路的地区,以... 随着城市电力需求的不断增长以及提高电网运行安全和对环境保护的要求,传统输电网络已不能完全满足城市供电的需求,高温超导(HTS)电缆的发展为解决这些矛盾提供了可能,可以应用在那些受制于地形和安全因素而不能建造架空线路的地区,以满足负荷需要。基于高温超导材料的临界特性,利用Matlab搭建了高温超导电缆失超后的暂态模型,基于PSCAD/EMTDC建立了一个110k V/3k A的冷绝缘高温超导电缆的仿真模型,并将超导电缆模型接入一个110k V的三端环网式电力网络,模拟了外部短路故障对超导电缆线路的影响,并对高温超导电缆和普通线路的功率分布进行了比较。结果表明,高温超导电缆具有更大的短路容量,更有利于电网电压稳定和调节。 展开更多

关键词 高温超导电缆 三端环网 潮流分布 短路故障 PSCAD/EMTDC

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限幅自保护高温超导接收机前端研究 被引量：3

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作者 羊恺 补世荣 +1 位作者 刘娟秀 罗正祥 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第2期223-226,共4页

提出了一种新型的、具有限幅自保护功能的新型高温超导高性能接收机前端系统方案。采用将高温超导限幅滤波器前置于低噪放进行混合集成,利用高温超导限幅滤波器优异的滤波和限幅特性实现同时具有高灵敏度和自保护功能的接收机前端。实... 提出了一种新型的、具有限幅自保护功能的新型高温超导高性能接收机前端系统方案。采用将高温超导限幅滤波器前置于低噪放进行混合集成,利用高温超导限幅滤波器优异的滤波和限幅特性实现同时具有高灵敏度和自保护功能的接收机前端。实验结果表明该滤波器可以有效地保护后端的低噪放不被烧毁或阻塞。采用超导-常规电路混合集成工艺研制而成的限幅自保护高温超导接收机前端具有优异的接收灵敏度,总噪声系数小于0.7dB。 展开更多

关键词 高温超导 限幅 接收机前端 自保护

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高温超导变压器研发进展综述 被引量：4

16

作者 戴少涛 王银顺 +1 位作者 滕玉平 许熙 《南方电网技术》 北大核心 2015年第12期87-97,共11页

与传统常规变压器相比,超导变压器具有很多优势,如体积小、重量轻、损耗低、无污染火灾隐患等。近十几年来,随着高温超导线材取得重要的研究进展,国际上相继开展了高温超导变压器的研发,已有三台样机成功地完成了挂网试验。简要介绍了... 与传统常规变压器相比,超导变压器具有很多优势,如体积小、重量轻、损耗低、无污染火灾隐患等。近十几年来,随着高温超导线材取得重要的研究进展,国际上相继开展了高温超导变压器的研发,已有三台样机成功地完成了挂网试验。简要介绍了近年来国内外高温超导变压器(包括电力变压器和机车变压器)的研发情况以及近期几个基于第二代高温超导线材的高温超导变压器项目,并指出随着高温超导线材的技术发展,限流变压器的研究值得关注。 展开更多

关键词 高温超导 电力变压器 机车牵引变压器 限流变压器

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BI-2212超导圆筒热学特性测试及有限元分析 被引量：1

17

作者 宗曦华 张喜泽 +1 位作者 邓长胜 王金星 《中国电机工程学报》 EI CSCD 北大核心 2007年第2期99-102,共4页

感应屏蔽型高温超导故障电流限制器的动态测试实验中,在故障期间,Bi-2212超导圆筒处于磁通流动状态并出现电阻,处于交变磁场中的超导圆筒的内部,有大量的感应电流产生,焦耳热引起超导圆筒温升,使限流器的阻抗不断上升,进行超导圆筒的热... 感应屏蔽型高温超导故障电流限制器的动态测试实验中,在故障期间,Bi-2212超导圆筒处于磁通流动状态并出现电阻,处于交变磁场中的超导圆筒的内部,有大量的感应电流产生,焦耳热引起超导圆筒温升,使限流器的阻抗不断上升,进行超导圆筒的热学性能测试和分析,对研究限流器故障阶段阻抗的变化及故障后限流器的恢复具有重要的意义。该文通过对有银皮包套的超导圆筒和没有银皮包套的超导圆筒在通过大电流(大于临界电流Ic)时温度变化的测试及有限元分析计算,得到了样品分别在液氮和77K氮气中温度的变化和分布。结果表明,银皮包套对超导圆筒的温升有很大影响,超导圆筒的中心温度高于边界温度,超导圆筒温度的恢复时间大约为3s,与限流器动态测试中的恢复时间相同。 展开更多

关键词 高温超导故障电流限制器 超导圆筒 热学特性 恢复时间 有限元分析

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电力系统高温超导故障限流器的研究 被引量：2

18

作者 李兴源 刘焕柳 +3 位作者 刘晓川 刘俊勇 金建勋 窦士学 《电力系统自动化》 EI CSCD 北大核心 1996年第7期36-39,47,共5页

在阐述传统电力系统故障限流器的基础上，综述了高温超导体的基本特性、高温超导限流的结构，并着重讨论了饱和电抗器型高温超导限流器的设计原理和限流效果。

关键词 电力系统 故障限流器 高温超导

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电阻型超导限流器和10kV配电网继电保护相配合的仿真分析 被引量：13

19

作者 陈妍君 《河南师范大学学报（自然科学版）》 CAS 北大核心 2016年第5期53-59,共7页

短路电流的增大已经成为高电压等级电网建设和运行中的一个突出问题.超导限流器是目前最为理想的限流装置,而其与现有继电保护装置的配合是超导限流器挂网运行的关键技术之一.利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了电阻型超导限流器和继电保护... 短路电流的增大已经成为高电压等级电网建设和运行中的一个突出问题.超导限流器是目前最为理想的限流装置,而其与现有继电保护装置的配合是超导限流器挂网运行的关键技术之一.利用PSCAD/EMTDC仿真软件搭建了电阻型超导限流器和继电保护装置的自定义模型,在此基础上分析了引入电阻型超导限流器对10kV配电网电流保护的影响,并对两者的配合问题进行了仿真研究,进一步提出通过改变超导体参数来调整电阻型SFCL的限流电阻和限流水平,以实现与继电保护协调配合,为超导限流器应用于实际电网参数配置提出了重要的量化依据. 展开更多

关键词 电阻型超导限流器 二代高温超导带材 继电保护装置 PSCAD 10kV配电网 配合

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高Tc SIS器件I—V特性的研究

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作者 胡渝 冯稷 《电子科技大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1989年第6期599-604,共6页

本文以超导BCS理论为基础,利用二次量子化方法,并借助于格林函数和松原函数,得到了高Tc SIS器件在有限温度下的I-V特性及其数值计算结果。

关键词 超导 高TC SIS器件 有限温度 I-V特性

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