一种高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构制造技术

一种高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，包括：铁心、交流绕组、直流超导励磁绕组和监控系统，还包括为交流绕组提供绝缘环境的油箱及为直流超导励磁绕组提供低温环境的杜瓦，所述的铁心和交流绕组一同放置在充满绝缘油的油箱内，直流侧的铁心柱穿过杜瓦；在杜瓦上留出一组接口，该组接口至少包括有超导绕组电流引线出口、液氮补液口、排气口、液位计及压力计测量接口等；该杜瓦完全置于油箱内或外，或部分置于油箱内部分在油箱外。其可很好地解决高压饱和铁心型超导故障限流器铁心绕组部分的绝缘绝热设计问题。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种饱和鉄心型超导故障限流器的绝缘、绝热结构设计，主要应用于高压电网用単相或三相饱和铁心型超导故障限流器。
技术介绍
故障限流器是用来限制电网上短路故障电流水平，保护电网安全的装置。随着高压电网的建设和分布式可再生能源发电接入电网，开发高电压等级的故障限流器具有重要意义。超导故障限流器在正常运行时可通过大电流而只呈现很小的阻抗甚至零阻抗，在短路故障时呈现大阻抗，是目前最为理想的ー类故障限流器。尤其是饱和铁心型超导故障限流器，它充分利用超导线材的通流能力和铁磁质的磁化特性，设计原理可行，结构合理，能 在高压下运行，限流效果非常明显，且具有响应时间快、可靠性高等优点，成为目前高压电网上限制短路故障电流最为可行的方案之一。高压饱和鉄心型超导故障限流器(単相或者三相)的结构主要包括电抗系统(鉄心和绕组)、制冷系统、直流控制回路、监控系统。对于电抗系统的交流工作绕组和直流超导励磁绕组必须进行绝缘和绝热设计。一般来说，可以用充绝缘油的油箱为交流绕组提供高压绝缘环境，用装液氮的杜瓦为直流超导绕组提供低温绝热环境。结构上，为了使鉄心励磁，直流侧铁心必须穿过直流超导绕组和杜瓦。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供ー种高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，其可以解决限流器绝缘油箱和杜瓦的绝缘绝热结构的设计问题。为实现上述目的，本专利技术采取以下设计方案ー种高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，包括鉄心、交流绕组、直流超导励磁绕组和监控系统，还包括为交流绕组提供绝缘环境的油箱及为直流超导励磁绕组提供低温环境的杜瓦，鉄心和交流绕组一同放置在充满绝缘油的油箱内，直流侧的铁心柱穿过杜瓦。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，杜瓦完全置于油箱内或外，或部分置于油箱内部分在油箱外。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，在杜瓦上留出ー组接ロ，该组接ロ至少包括有电流引线出口、液氮补液ロ、排气ロ、液位计及压力测量接ロ，所有接ロ分区集中布置或均分布置，其中液氮补液ロ与排气ロ布置在不同区，电流引线接ロ与除液氮补液ロ与排气ロ之外的其他测量接ロ分开布置。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，杜瓦完全置于油箱内，分别在邻近杜瓦接ロ区域的油箱盖上开设与接ロ对应数量的孔，将杜瓦上的各接ロ经由油箱盖上开设的对应孔引出。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，在引出杜瓦接ロ处的油箱盖部分区域向下凹陷。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，杜瓦完全位于油箱外，油箱纵壁中部壁面ー侧向内凹陷，在油箱凹陷壁以外放置杜瓦，杜瓦外筒通过连接法兰与油箱壁连接而形成ー个整体。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，杜瓦与油箱之间经由波纹管实现软连接。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，在油箱侧壁开窗ロ，使带有杜瓦接ロ的部分杜瓦位于油箱外，杜瓦其余部分位于油箱内，油箱内部空间为封闭。所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，限流器结构为三相时，所述的油箱为ー个大油箱，三相鉄心、交流绕组及杜瓦都放置在油箱内。 所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中，限流器结构为三相时，每ー相単独形成一个限流器结构，每项鉄心和交流绕组置于单独的油箱内。所述的油箱外壳使用金属或非金属材料。本专利技术的优点是I)提供了高压饱和鉄心型超导故障限流器油箱和杜瓦结构设计方案，很好的解决了高压饱和鉄心型超导故障限流器鉄心绕组部分的绝缘绝热设计问题；2)限流器油箱外壳使用金属材料，制作エ艺成熟，机械强度高；限流器不需要另外做保护外壳；接地方式简单；3)杜瓦的所有接ロ引出油箱外，有利于杜瓦、直流超导绕组的检测、维护和向杜瓦补充液氮；4)对于电抗系统単相松耦合铁心结构的进ー步改进；可以大大縮小松耦合铁心结构直流绕组所包围铁心柱的直径，不仅解决了单相紧凑型鉄心空间利用率低的问题，还可使直流侧的铁心柱与杜瓦内圆壁的间隙减小且均匀，利于整体设备体积的缩小，从而也可以减小对设备整体绝缘绝热的ー些成本设计。附图说明图I为饱和鉄心型超导故障限流器电抗系统结构示意图(鉄心绕组为三相，不包括油箱和杜瓦结构)。图2为本专利技术高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构第一实施例结构示意图(三相；整体式油箱，杜瓦完全位于油箱内)。图3为本专利技术第二实施例结构示意图(単相，整体式油箱，杜瓦完全位于油箱内)。图4为图3所示实施例的内部透视图。图5为本专利技术第三实施例结构示意图(単相，杜瓦完全位于油箱外)。图6为本专利技术第四实施例结构示意图(単相，杜瓦部分置于油箱内、部分在油箱外)。图中标号如下I-铁心；2_交流绕组；3-杜瓦；4_油箱；5-杜瓦接ロ ；6_绝缘油；7_绝缘子；8-储油柜；9_油箱盖；10_加强筋；11_油箱底；12_油箱壁上部；13_油箱壁中部；14_油箱壁下部；15-波纹管；16_连接法兰。下面结合附图及具体实施例对本专利技术做进ー步详细说明。具体实施例方式本专利技术高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构的基础结构形式是采用饱和铁心型超导故障限流器的电抗系统(鉄心绕组部分)，包括鉄心I、交流绕组2、直流超导励磁绕组和监控系统，还包括为交流绕组提供绝缘环境的油箱及为直流超导励磁绕组提供低温环境的杜瓦3，如图I所示(三相的情況)。为了实现限流器高压交流绕组和直流超导励磁绕组的绝缘、绝热要求，本专利技术将限流器的鉄心和交流绕组一同放置在充满绝缘油的油箱内，将直流超导励磁绕组放在杜瓦内，令液氮浸没直流超导励磁绕组。电抗系统的铁心绕组耦合结构要求直流侧的铁心柱须穿过杜瓦。本专利技术高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中的杜瓦完全置于油箱内或外，或部分置于油箱内、部分在油箱外。为了保证油箱有较高的机械强度和可靠性，油箱优选采用金属外売。在油箱箱体 的侧壁上须设有若干交流绕组出线升高座、散热器通孔及其连接法兰。在油箱箱盖上须设有压カ释放阀法兰和储油柜法兰，并开设温度计、油质监控装置的安装孔。本专利技术高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构中的杜瓦上须留出超导绕组电流引线出口、液氮补液ロ、排气ロ、液位计及压力计测量接ロ，其中，超导绕组电流引线出ロ、补液口和排气ロ为必设的接ロ。本专利技术ー主要创新点在于将这些接ロ分别集中布设在杜瓦上的两个区域中(布设在相距最远的两个区域中为佳)或均分布置，特别是液氮的补液ロ与排气ロ要分开布设，使它们位于不同的区域中或在均分布置时相距最远。补液ロ与排气ロ的分开布置可以避免液氮还没来得及进入液氮池就被抽走而带来的损失；大电流引线与其他测量控制引线也应分开布置(也就是说电流引线出口除液氮补液ロ与排气ロ之外的其他測量接ロ分开布置)而避免相互干扰。本专利技术对油箱和杜瓦的整体结构主要有三种不同类型的设计杜瓦完全位于油箱内、完全位于油箱外和部分在油箱内部分在油箱外。当杜瓦完全置于油箱内时，直流超导绕组和杜瓦通过引线、管道与油箱外部的直流控制系统、制冷系统、监控系统连接。杜瓦的接口和油箱的结构需要特别设计。为了尽量减少将杜瓦管道引出油箱时对油箱结构的影响以及杜瓦接ロ之间的互相影响，将这些杜瓦上的接ロ集中设置在杜瓦上相距较远的两个区域(如图2所示，三相的情況)。在与这两个区域临近的油箱壁上开孔，将杜瓦接ロ引出油箱，另优选设计是可以在引出杜瓦接ロ的油箱盖部分区域向下凹陷。图3至图4示出了该种本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，包括：铁心、交流绕组、直流超导励磁绕组和监控系统，还包括为交流绕组提供绝缘环境的油箱及为直流超导励磁绕组提供低温环境的杜瓦，其特征在于铁心和交流绕组一同放置在充满绝缘油的油箱内，直流侧的铁心柱穿过杜瓦。

【技术特征摘要】
1.一种高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，包括铁心、交流绕组、直流超导励磁绕组和监控系统，还包括为交流绕组提供绝缘环境的油箱及为直流超导励磁绕组提供低温环境的杜瓦，其特征在于铁心和交流绕组一同放置在充满绝缘油的油箱内，直流侧的铁心柱穿过杜瓦。2.根据权利要求I所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，其特征在于杜瓦完全置于油箱内或外，或部分置于油箱内部分在油箱外。3.根据权利要求I所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，其特征在于在杜瓦上留出一组接口，该组接口至少包括有电流引线出口、液氮补液口、排气口、液位计及压力测量接口，所有接口分区集中布置或均分布置，其中液氮补液口与排气口布置在不同区，电流引线接口与除液氮补液口与排气口之外的其他测量接口分开布置。4.根据权利要求2、3所述的高压超导故障限流器整体式绝缘绝热结构，其特征在于杜瓦完全置于油箱内，分别在邻近杜瓦接口区域的油箱盖上开设与接口对应数量的孔，将杜瓦上的各接口经由油箱盖上开设的对应孔引出。5.根据权利要求4...

【专利技术属性】
技术研发人员：信赢，田波，洪辉，张利锋，
申请(专利权)人：北京云电英纳超导电缆有限公司，
类型：发明
国别省市：