行業動態

國外超導限流器的開發動向

2020-06-02 14:38:35

 自1988年開始進行限流器的開發工作,隨著實用性氧化物超導體的作成,國外許多機構的研究工作已進入到更深層次。這里主要介紹3種超導限流器和主要研究機構的開發情況。  

      1.電阻型限流器  

      (1)亞洲的動向日本的Super-GM開發出了使用YBCO薄膜的限流器。使用YBCO薄膜作成了900V級元件。開發出了將6枚限流元件串聯連接的1.3kV/50A級模塊及2個50A級元件并聯的100A級模塊。伴隨高電壓、大電流化的潮流趨勢,在高電壓化方面成功地完成了將12枚使用YBCO薄膜的限流元件串聯連接后,施加5.4kV最大電壓的限流試驗;在大電流化方面,將元件并聯實現了1kA級的目標。  

      韓國的KEPRI等已經開始研究YBCO薄膜的過電流特性。它是電阻型薄膜限流器開發中不可缺少的一環。  

      (2)美國的動向 1996年,Illinois Superconductor公司試作出了600V/1000A產品。  

      (3)歐洲的動向 Siemens公司首先實施了100kVA模型(5個并聯2個串聯)的限流試驗,實現了135A/765V。1999年,制作了由YBCO薄膜構成的370kVA級元件。2001年,將YBCO薄膜加工成螺旋形狀線路元件后,一相串、并聯連接21枚元件,進行了三相1.2MVA(7.2kV/100A)的限流元件限流試驗。  

      CNRS、Schneider Electric公司以及其他7家機構共同進行了使用高溫超導體的電阻型限流器的研究。實施了1.1kV、1.08kA限流動作試驗。2000年報道了在1kV電壓下可將11kA的短路電流限流為740A。  

      ABB在2001年報道了6.4MVA單相電阻型限流元件。由Bi2212材料構成的元件按10枚×10組串、并聯連接。電流通常為0.8kA。限流試驗中,確認了施加8kV電壓時,將16kA的短路電流限流成2.2kA的效果。  

      2.磁吹屏蔽型限流器  

      (1)亞洲的動向 1996年,日本的電力中央研究所試作了6.6kV/400A的產品雛形。它由銀制線圈、超導圓筒(MgO基板上裝有Bi2212薄膜)、鐵心、控制線圈構成,可將12.5kA的電流限流為2.4kA。  

      韓國的Yonsei.U公司試作了220V/25A限流器。  

      (2)歐洲的動向 ABB公司開發出了三相10.5kV/70A限流器,已使用在水利發電廠。該限流器由常導線圈、超導圓筒、低溫容器構成。限流試驗中,可將60kA限流為700A。  

      3.電感型限流器  

      (1)洲的動向 1996年,日本的東京電力公司和東芝公司研究開發了6.6kV整流器型限流器。限流電抗器為纏繞有Bi2223/AgMn紙帶導體的30mH螺線管,可將12.5kA的短路電流限流為1.2kA。Super-ACE進行了限流器用電抗器元件的研究,使用模型線圈試驗獲得了不降低絕緣強度,生成最小氣泡能量的結果。  

      (2)美國的動向以Lockheed Martin為中心的DOE SPI機構于1995年開發了2.4kV/80A限流器,在變電站中連續進行了6周的現場試驗,只用8 ms就完成了3.1kA短路電流的限流。之后,兼并了Lockheed Martin的General Atomics于1995年試作了12.47kV/1.2ka級三相限流器。限流試驗用單相進行,施加12.47kV電壓后,成功地將10kA的短路電流限流至30%,并在3/4周波內開斷。

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