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[1]周濤,李超,陳傳,等.500 kV限流器高溫超導磁體的制作與測試[J].中國材料進展,2023,42(11):911-917.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.202304025]
 ZHOU Tao,LI Chao,CHEN Chuan,et al.Manufacture and Test of 500 kV Superconducting Magnet for Superconductive Fault Current Limiter System[J].MATERIALS CHINA,2023,42(11):911-917.[doi:10.7502/j.issn.1674-3962.202304025]
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500 kV限流器高溫超導磁體的制作與測試()
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中國材料進展[ISSN:1674-3962/CN:61-1473/TG]

卷:
42
期數:
2023年第11期
頁碼:
911-917
欄目:
出版日期:
2023-11-30

文章信息/Info

Title:
Manufacture and Test of 500 kV Superconducting Magnet for Superconductive Fault Current Limiter System
文章編號:
1674-3962(2023)11-0911-07
作者:
周濤1李超1陳傳1馬韜2宋萌3
1.西安聚能超導磁體科技有限公司,陜西 西安 710016 2.北京交通大學電氣工程學院,北京 100871 3.廣東電網有限責任公司 電力科學研究院,廣東 廣州 510080
Author(s):
ZHOU Tao1LI Chao 1CHEN Chuan1MA Tao2SONG Meng3
1. Xi’an Superconducting Magnet Technologies Co., Ltd., Xi’an 710016, China 2. School of Electrical Engineering, Beijing Jiaotong University, Beijing 100871, China 3. Guangdong Power Grid Development Research Institute Co., Ltd.,Guangzhou 510080, China
關鍵詞:
超導磁體超導限流器杜瓦勵磁失超運行電流高溫超導
Keywords:
superconducting magnets superconductive fault current limiter (SFCL)cryostat ramp up quenchoption currenthigh temperature superconducting(HTS)
分類號:
TM26+5
DOI:
10.7502/j.issn.1674-3962.202304025
文獻標志碼:
A
摘要:
超導限流器是對超高壓輸電線路短路故障電流實現快速、有效限制的一種新型電力裝置。近年來隨著國民經濟的發展,用電負荷增長和供電可靠性需求增加,電網短路電流水平已經逼近甚至超過傳統開關設備的開斷能力,成為超高壓電網發展和安全、穩定運行的重要制約因素之一。然而,電網結構調整等傳統限流措施降低了電網的安全性和靈活性,亟需研制適用于超高壓電網的限流裝置。超導限流器集短路故障檢測、觸發和限流功能于一身,是電力系統最理想的限流裝置。依托高電壓等級限流器用超導磁體系統的研制項目,完成500 kV限流器用高溫超導磁體系統制作與測試工作。該超導磁體的室溫孔徑為1660 mm,總高度為1960 mm,液氮量為2000 L,中心最大磁場為0.45 T,額定勵磁安匝數為468 000安匝,由3組線圈共計88個雙餅組成,運行電流分別為220 A(YBCO線圈)/1000 A(Bi2223線圈)/220 A(YBCO線圈),杜瓦注入液氮后抽空減壓至72 K穩定運行。經過繞制、接線、組裝、焊接、檢測等工序,完成磁體系統集成,降溫后進行整體測試,一次性勵磁成功,沒有失超。整個系統絕緣等級大于10 kV、真空漏率優于10-6(Pa·L)/s、液氮蒸發量小于70 L/d,指標均達到設計目標。
Abstract:
The superconductive fault current limiter (SFCL) is an innovative electric power equipment designed to rapidly and effectively mitigate short circuits in high voltage transmission systems. With the rapid economic development of our country, there has been a growing demand for increased power load and reliability. Consequently, this has led to the generation of larger short circuit currents within the electric grid, surpassing the capacity of existing switch equipment which poses a significant constraint on safe and stable operation. As the most advanced electric power equipment available, the SFCL not only detects and interrupts power flow during short circuits but also effectively mitigates the magnitude of the short circuit current. In this study, we have designed, fabricated, and experimentally evaluated a superconducting magnet specifically tailored for a high voltage SFCL. The magnet features a roomtemperature bore with dimensions of 1660 mm in diameter and 1960 mm in length, incorporating a liquid nitrogen vessel with a capacity of 2000 L.Notably, the central peak field within the roomtemperature bore reaches an impressive value of 0.45 T. The magnet consists of 88 high temperature superconducting (HTS) double pancake coils, with 468,000 ampere turns.These coils are strategically divided into three segments operating at distinct currents: namely, 220 A for YBCO coils followed by Bi2223 coils operating at 1000 A and concluding with another set of YBCO coils operating at 220 A. After undergoing multiple processes, including winding, terminal wire installation, welding, and assembly, the magnet is subjected to a rigorous test at 72 K. The results of the test align with the theoretical design specifications and exhibit an insulation grade exceeding 10 kV. Additionally, meticulous investigation reveals that the nitrogen evaporation rate remains below 70 L/d, Moreover, it has been determined that the cryostat leakage is less than 10-6(Pa·L)/s, thereby confirming the resounding success of this superconducting magnet.

參考文獻/References:

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備注/Memo

備注/Memo:
收稿日期:2023-04-27修回日期:2023-08-02 基金項目:陜西省重點研發項目(2017GY-50) 第一作者:周濤,男,1985年生,高級工程師, Email:zhoutao@c.wst.com
更新日期/Last Update: 2023-10-25
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