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基于YBCO超导带材的电阻型超导故障电流限流器是最具有商业前景的超导故障电流限流器。它利用YBCO带材的失超特性限制短路电流,具有如下优点:正常运行时损耗小、发生短路故障时失超迅速,限制短路电流产生的阻抗高。目前对于YBCO带材研究主要集中在YBCO带材性能提高和带材共性研究,但是,电阻型超导故障电流限流器情景下YBCO带材的失超特性的研究还不充分。本文的研究目标是掌握电阻型超导故障电流限流器中YBCO带材的限流特性、失超恢复特性以及损耗特性。
设计并进行了YBCO带材的实验,发现了YBCO带材具有良好的限流特性,得到了YBCO带材的短路电流抑制率曲线和失超电阻曲线。YBCO带材的短路电流抑制率随电流峰值的增加呈线性增加;失超电阻明显,最大能达到YBCO带材的室温电阻,失超电阻随着电流峰值和持续时间的增长而增长;YBCO带材能够均流均压且能够自平衡;短路电流发生时,YBCO带材能在1ms内将大部分短路电流转移到阻抗上,流经带材的电流小于其临界电流的2倍。
得到了YBCO带材的失超恢复特性,即失超恢复时间随电流峰值和通电时间变化的关系曲线:YBCO带材的失超恢复时间随着电流峰值的增加呈线性增加,随着通电时间的增加而增加;通过对绝缘板的设计可以使固定在绝缘板中的YBCO带材的失超恢复特性与裸带材无差别。
提出了YBCO带材运行损耗的计算公式并得到了YBCO带材的运行损耗特性:系统正常运行时,直流系统中YBCO带材的运行损耗基本为零,交流系统中YBCO带材的运行损耗小于系统输送功率的百万分之五;系统发生短路故障时,直流系统中YBCO带材的运行损耗均很小,可以通过降低流经YBO带材的电流大小和持续时间来降低运行损耗。
YBCO带材的失超特性研究结果,可以为应用于交直流系统中电阻型超导故障电流限流器提供理论依据和参考。
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Basic Info :
Degree: 工学硕士
Mentor: 刘志远
Student No.:
Year: 2017
Language: Chinese
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