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足現代電力工業發展的需要。研究和發展新型超導變壓器，從而提高電力變壓器的性能，具有巨大的價值。高溫超導變壓器采用高溫超導材料取代銅導線繞制高溫超導線圈，以液氮取代變壓器油作為冷卻介質，使高溫超導線圈在液氮環境中運行，與常導變壓器相比，它有很多優勢：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
1)磁場與環流
與常導變壓器比較，在超導變壓器設計中，漏磁場及環流是需要特別考慮的兩個問題。在常導變壓器中，漏磁場達0．2～0．3T；并繞導線通過適當換位，加上繞組電阻限制環流的作用，環流可控制在允許范圍內。但在超導變壓器中，漏磁場尤其是其徑向分量，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流。環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分布不均勻，從而降低臨界電流。環流的較準確計算建立在漏磁場分析的基礎上。因此，超導變壓器的電磁設計應涉及漏磁場計算內容。
2)短路阻抗
漏抗和漏磁場分布有關，而繞組的安匝分布決定漏磁場分布。為了降低漏磁場，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，由此產生的橫向磁場對漏抗的影響不能忽略。這樣，漏抗計算不能簡單套用常導變壓器的方法。