一种超导限流变压器绕组及其冷却结构和冷却方法技术

本发明专利技术公开一种超导限流变压器绕组及其冷却结构和冷却方法；所述一种超导限流变压器绕组，包括：绕组骨架，呈圆筒式中空结构，侧壁上开设有若干散热通道；绕阻，由设置于绕组骨架外周的若干层超导复合导体构成；层间垫片，设置于相邻两层超导复合导体之间；所述层间垫片上开设有若干散热通道。本发明专利技术在绕组骨架和层间垫片上设置散热通道，为绕组提供了液氮冷却通道，超导复合导体的外周套设有外护层结构，超导复合导体与外护层结构之间形成有冷媒通道，散热的同时起到绝缘作用，能够及时将超导限流变压器绕组上的热量及时散发出去，避免绕组烧毁。绕组烧毁。绕组烧毁。

【技术实现步骤摘要】
一种超导限流变压器绕组及其冷却结构和冷却方法


[0001]本专利技术属于变压器冷却
，特别涉及一种用于超导限流变压器绕组的冷却结构及方法。

技术介绍

[0002]超导限流变压器：是一种典型的功能复合化超导电力装备，兼具电能变换和故障电流限制功能。
[0003]在超导限流变压器系统中，热负荷是影响其稳定运行的关键因素。而超导限流变压器内的热量来源途径很多，主要包括高低压绕组的交流损耗、恒温器漏热和套管漏热。超导变压器绕组只有在满足特定条件时才能体现超导特性，一旦条件被破坏，超导变压器绕组将会失超。
[0004]在超导变压器的骨架设计中，现有的技术方案主要是采用圆筒式绕组骨架和饼式绕组骨架，但并没有充分考虑在绕组骨架上进行散热和绕组绕制时的层间散热，这样很容易导致绕组因热量累积而发生失超。
[0005]超导变压器绕组失超伴随发生一系列问题，如发热、过电压和低温容器过压等问题。超导变压器绕组失超的基本过程是电磁能转换为热能，如果该热能均匀分布在整个超导变压器绕组上，则一般不会出现异常问题。如果超导变压器绕组储存的能量足够大，释放出来的能量将有可能将该部位的超导线或绝缘烧毁。
[0006]因此，在超导限流变压器的设计过程中，必须采取有效的冷却处理方式，将绕组上的热量及时散发出去，避免绕组烧毁。

技术实现思路

[0007]本专利技术的目的在于提供一种超导限流变压器绕组及其冷却结构和冷却方法，能够及时将超导限流变压器绕组上的热量及时散发出去，避免绕组烧毁。
[0008]为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0009]第一方面，本专利技术提供一种超导限流变压器绕组，包括：
[0010]绕组骨架，呈圆筒式中空结构，侧壁上开设有若干散热通道；
[0011]绕阻，由设置于绕组骨架外周的若干层超导复合导体构成；
[0012]层间垫片，设置于相邻两层超导复合导体之间；所述层间垫片上开设有若干散热通道。
[0013]本专利技术进一步的改进在于：层间垫片为环氧片，厚度为1
‑
3mm。
[0014]本专利技术进一步的改进在于：层间垫片上开设有若干矩形通孔形成散热通道。
[0015]本专利技术进一步的改进在于：超导复合导体的外周套设有外护层结构，超导复合导体与外护层结构之间形成有冷媒通道。
[0016]本专利技术进一步的改进在于：所述外护层结构为绝缘波纹管。
[0017]第二方面，本专利技术提供一种超导限流变压器绕组的冷却结构，包括：
[0018]两组超导限流变压器绕组；其中一组作为低压绕组，另一组作为高压绕组；低压绕组直径大于高压绕组直径；低压绕组同心设置于高压绕组外周。
[0019]本专利技术进一步的改进在于：还包括：
[0020]容置筒；所述低压绕组和高压绕组间隔设置于所述容置筒中。
[0021]本专利技术进一步的改进在于：所述容置筒中充有绝缘冷媒。
[0022]第三专利技术，本专利技术提供一种超导限流变压器绕组的冷却方法，向一种超导限流变压器绕组的绕组骨架中充入绝缘冷媒，对绕阻进行冷却。
[0023]第四专利技术，本专利技术提供一种超导限流变压器绕组的冷却方法，向一种超导限流变压器绕组的冷却结构的容置筒中充入绝缘冷媒，使低压绕组和高压绕组浸入绝缘冷媒中。
[0024]相对于现有技术，本专利技术具有以下有益效果：
[0025]本申请实施例具有以下优点：
[0026]本专利技术提供一种超导限流变压器绕组，在绕组骨架和层间垫片上设置散热通道，为绕组提供了液氮冷却通道，提高了冷却效果，同时也能起到绕组各层间绝缘的作用。
[0027]进一步的，在超导复合导体的外周套设有外护层结构，超导复合导体与外护层结构之间形成有冷媒通道，散热的同时起到绝缘作用。
附图说明
[0028]构成本专利技术的一部分的说明书附图用来提供对本专利技术的进一步理解，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0029]图1为现有超导限流变压器的结构示意图；
[0030]图2为层间垫片的结构示意图；
[0031]图3为绕组骨架的结构示意图；
[0032]图4为圆形绕组的外护层结构的结构示意图；
[0033]图5为矩形绕组的外护层结构的结构示意图；
[0034]图6为实施例2一种超导限流变压器绕组的冷却结构示意图。
具体实施方式
[0035]下面将参考附图并结合实施例来详细说明本专利技术。需要说明的是，在不冲突的情况下，本专利技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0036]以下详细说明均是示例性的说明，旨在对本专利技术提供进一步的详细说明。除非另有指明，本专利技术所采用的所有技术术语与本专利技术所属领域的一般技术人员的通常理解的含义相同。本专利技术所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而并非意图限制根据本专利技术的示例性实施方式。
[0037]超导复合导体：是一种利用超导材料与其他常规导体材料以一定的结构组合,从而使超导材料有更加实用和广泛应用的导体。
[0038]请参阅图1所示，超导限流变压器的结构一般包括铁芯1、骨架、高压绕组骨架、高压绕组2、低压绕组骨架和低压绕组3。其中低压绕组骨架可以为圆筒式或者饼式骨架，高压绕组骨架一般为圆筒式骨架。
[0039]本专利技术针对现有的超导限流变压器冷却方式的不足，提出了一种制备工艺简单、
可操作性强、高效的冷却结构；本专利技术在现有骨架的基础上，对其进行冷却散热设计，这样能够保证最内层绕组和各层绕组与液氮充分接触，冷却效果更好。
[0040]实施例1
[0041]请参阅图2至图5所示，本专利技术提一种超导限流变压器绕组，包括用于绕组的层间垫片10、绕阻骨架20和绕组的外护层结构30。分别通过开孔，增加护套等方式，使得液氮能够充分对绕组进行冷却，提高冷却效果。
[0042]1、层间垫片结构
[0043]请参阅图2所示，由于超导限流变压器的绕组是由多层超导带材或者超导复合导体绕制而成，因此需要在各层间加入用于散热和绝缘的层间垫片10；层间垫片10为环氧绝缘层间垫片。层间垫片10为矩形状，其上形成有若干第一散热通道11。
[0044]层间垫片10由薄环氧片制成，厚度约为1～3mm。第一散热通道11为在层间垫片10上加工的矩形中空散热通道。层间垫片10用于超导限流变压器绕组提供了液氮冷却通道，提高了冷却效果，同时也能起到绕组各层间绝缘的作用。
[0045]2、绕组骨架
[0046]请参阅图3所示，超导限流变压器的绕组骨架20一般为圆筒式或者饼式骨架结构(以下统称为圆筒式)，绕组骨架20为圆筒式骨架，其上设有若干第二散热通道21。绕组骨架20由中间挖空的环氧筒组成，第二散热通道21为在绕组骨架20上加工的矩形中空散热通道。第二散热通道21可以为超导绕组的内层绕组提供液氮冷却通道，使得绕组与液氮充分接触提高了冷却效果，防止绕组因热量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超导限流变压器绕组，其特征在于，包括：绕组骨架，呈圆筒式中空结构，侧壁上开设有若干散热通道；绕阻，由设置于绕组骨架外周的若干层超导复合导体构成；层间垫片，设置于相邻两层超导复合导体之间；所述层间垫片上开设有若干散热通道。2.根据权利要求1所述的一种用于超导限流变压器绕组的冷却结构，其特征在于，层间垫片为环氧片，厚度为1
‑
3mm。3.根据权利要求1所述的一种超导限流变压器绕组，其特征在于，层间垫片上开设有若干矩形通孔形成散热通道。4.根据权利要求1所述的一种超导限流变压器绕组，其特征在于，超导复合导体的外周套设有外护层结构，超导复合导体与外护层结构之间形成有冷媒通道。5.根据权利要求1所述的一种超导限流变压器绕组，其特征在于，所述外护层结构为绝缘波纹管。6.一种超导限流变压...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨艳芳，张宏杰，韦德福，郭铁，
申请(专利权)人：国网辽宁省电力有限公司电力科学研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：