0~3.5 T直流背景磁场下第二代高温超导带材临界电流各向异性测试与分析

为掌握第二代(2G)高温超导(HTS)带材在0~3. 5 T直流背景磁场下的临界电流(Ic)和n值变化趋势,构造和应用了一种新型分裂背场磁体系统,通过测试分析获得了背景磁场对Ic和n值的影响规律。采用4. 2 K运行温度、两个同轴分裂的NbTi线圈构成的超导磁体和样品保持器来改变背景磁场的大小和角度(0~3. 5 T、0~90°),2G HTS带材置于液氮环境(77 K),设置电流源上升速率为1 A/s,基于四引线法原理与直流失超判据(1μV/cm)获得2G HTS带材在高直流背景磁场下的Ic和n值,实验结果表明,2G HTS带材的Ic和n值变化趋势一致,均随外界磁场强度B和带材表面与磁场夹角θ的增大而退化,在背景磁场为1. 4 T时,2G HTS带材在垂直场下的临界电流衰减了84. 6%,是平行场下临界电流衰减程度的1. 47倍。

磁偏置超导故障限流器限流响应模型与并网运行研究

针对电网短路故障限流问题,提出一种新型磁偏置超导故障限流器(SFCL),采用超导无感组件、双分裂电抗器支路两级限流的运行方式,具有自触发、分级故障限流、快速自我恢复等优点。应用MATLAB/Simulink软件,搭建了含磁偏置SFCL的10 kV电网线路仿真模型,提出超导限流组件磁热耦合特性的物理建模方法,并对0°和90°短路故障角下的SFCL并网限流效果进行瞬态仿真和比较。仿真结果表明,在电网0°和90°不同故障短路角电流冲击下,SFCL在首半波中的限流率分别为36.45%和45.89%,随后第2个半波的最大限流率达到78.58%,限流电阻在90°短路故障角下的变化率是0°短路故障角下的1.75倍,实现了较快的限流动作响应和显著的分级限流效果。最后实验验证了磁偏置超导限流技术的可行性。