單相3 0 0 0kVA高溫超導變壓器設計

0 引言
現代變壓器是一種具有高度可靠性，高效率的電力設備。常導變壓器由于其固有缺陷難以滿(mǎn)足現代電力工業(yè)發(fā)展的需要。研究和發(fā)展新型超導變壓器，從而提高電力變壓器的性能，具有巨大的價(jià)值。高溫超導變壓器采用高溫超導材料取代銅導線(xiàn)繞制高溫超導線(xiàn)圈，以液氮取代變壓器油作為冷卻介質(zhì)，使高溫超導線(xiàn)圈在液氮環(huán)境中運行，與常導變壓器相比，它有很多優(yōu)勢：體積小，重量輕。文獻[2]指出，一臺三相60MVA高溫超導變壓器考慮冷卻系統后，其重量約為同容量常導變壓器的60%。

1 超導變壓器電磁設計的要點(diǎn)
1)磁場(chǎng)與環(huán)流
與常導變壓器比較，在超導變壓器設計中，漏磁場(chǎng)及環(huán)流是需要特別考慮的兩個(gè)問(wèn)題。在常導變壓器中，漏磁場(chǎng)達0．2～0．3T；并繞導線(xiàn)通過(guò)適當換位，加上繞組電阻限制環(huán)流的作用，環(huán)流可控制在允許范圍內。但在超導變壓器中，漏磁場(chǎng)尤其是其徑向分量，降低繞組中的臨界電流并增加交流損耗；而且超導材料的零電阻特性使得繞組限制環(huán)流的能力極低，繞組各支路間漏電抗微小的不平衡可能引起相當大的環(huán)流。環(huán)流的存在一方面增加繞組的交流損耗；另一方面使得漏磁場(chǎng)分布不均勻，從而降低臨界電流。環(huán)流的較準確計算建立在漏磁場(chǎng)分析的基礎上。因此，超導變壓器的電磁設計應涉及漏磁場(chǎng)計算內容。
2)短路阻抗
漏抗和漏磁場(chǎng)分布有關(guān)，而繞組的安匝分布決定漏磁場(chǎng)分布。為了降低漏磁場(chǎng)，超導變壓器的安匝分布比較稀疏，換言之，繞組的匝間、層間或餅間的氣隙相對較大，考慮到一，二次側繞組采用不同形式，高、低壓繞組磁勢沿軸向分布不均勻，由此產(chǎn)生的橫向磁場(chǎng)對漏抗的影響不能忽略。這樣，漏抗計算不能簡(jiǎn)單套用常導變壓器的方法。