高温超导变压器的失超检测与保护

【摘要】：高温超导变压器具有体积小、重量轻、损耗小、性能稳定、无污染等显著优点。然而运行于电力系统中的超导变压器失超是一个比较严重的问题,将直接危害到设备和系统的安全,对高温超导变压器提供检测和保护是超导变压器安全与稳定运行的重要基础,因此研究超导变压器的失超检测与保护技术具有重要的理论和现实意义。论文在分析了高温超导体的基本特性和超导变压器运行特性的基础上,研究了超导变压器的失超检测和保护方法。在不同峰值的交流过电流下,通过对Bi-2223/Ag高温超导带材的失超特性实验研究,得到了高温超导带材的临界电流随磁场强度的增大而减小；同时对高温超导带材Bi2223的电磁特性进行了分析,为高温超导变压器的优化设计提供理论指导；对变压器的空载合闸和内部突然短路故障的瞬变过程进行了理论研究,利用Matlab/Simulink对其分别进行了仿真模拟,为高温超导变压器的失超保护策略提供了理论基础；分析了超导变压器失超机理和失超检测原理,通过实验分析论证了相位差变化的失超检测原理,研究了一种基于相关函数的失超检测方法。论文分析了超导绕组的失超发展特性,发现了超导绕组通常失超开始于某一点同时以一定的速度传播,最初的失超点是超导绕组的热点,其温度为最大温度Tmax,Tmax必须限制在某一值,以限制热应力和避免材料损坏。超导变压器失超保护的实质是保护超导线圈,在比较分析几种超导线圈失超保护电路后,提出了超导线圈的失超保护有效手段是使失超时的热点温度和端电压尽可能最小,失超后所有的能量都可消耗在线圈自身,为超导变压器的保护提供了理论依据。
【关键词】：高温超导变压器 失超检测 突然短路 空载合闸 失超保护
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TM407