本發(fā)明涉及超導(dǎo)電力應(yīng)用領(lǐng)域，具體涉及一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器。

背景技術(shù)：

1、隨著城市電網(wǎng)架空線入地、電纜化率增加，感性無功補(bǔ)償不足的問題愈發(fā)突出，多地電壓升高越限，威脅電網(wǎng)安全運(yùn)行，無功就地消納的需求非常迫切。并聯(lián)電抗器是解決無功就地消納問題的有效方案，而現(xiàn)有常規(guī)電抗器占地面積大、噪音高，使得倉位空間不足的老舊變電站改造難以展開。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷中的至少一種而提供一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器。該緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器是用超導(dǎo)帶材繞制成電抗器的三相繞組，通過冷卻介質(zhì)冷卻至超導(dǎo)帶材進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)的溫度，利用超導(dǎo)材料高通流能力的特性和三相繞組立式的疊放方式，有效減小電抗器的占地面積和體積，且無鐵心結(jié)構(gòu)不僅使得電抗器噪聲從常規(guī)鐵心電抗器的75分貝降至60分貝以下，同時兼具漏磁小的特性，極大的拓展了電抗器的應(yīng)用場景，有效解決電網(wǎng)無功補(bǔ)償不足的問題。

2、本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

3、一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，包括：

4、真空絕熱容器，所述真空絕熱容器內(nèi)盛放有冷卻介質(zhì)，所述真空絕熱容器包括真空絕熱殼體和真空絕熱蓋，所述真空絕熱蓋上設(shè)置有伸入所述真空絕熱殼體內(nèi)的多根吊桿；

5、三相超導(dǎo)磁體，所述三相超導(dǎo)磁體浸沒在所述冷卻介質(zhì)中，所述三相超導(dǎo)磁體由間隔套設(shè)在多根所述吊桿上的三個單相超導(dǎo)磁體通過立式疊放的方式組成，所述單相超導(dǎo)磁體為無鐵心空心結(jié)構(gòu)；

6、低溫套管組件，所述低溫套管組件有三組且與所述單相超導(dǎo)磁體一一對應(yīng)，每組低溫套管組件包括兩個低溫套管，所述低溫套管部分從所述真空絕熱蓋外伸入所述真空絕熱殼體內(nèi)，所述低溫套管處于所述真空絕熱殼體外的一端接入電網(wǎng)，處于所述真空絕熱殼體內(nèi)的一端通過電流引線與對應(yīng)的所述單相超導(dǎo)磁體連接。

7、進(jìn)一步地，所述真空絕熱殼體為層間抽真空的雙層結(jié)構(gòu)殼體，所述真空絕熱殼體側(cè)壁上設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口和冷卻介質(zhì)出口，所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口和所述冷卻介質(zhì)出口為具有波紋管結(jié)構(gòu)的連通管。

8、進(jìn)一步地，所述冷卻介質(zhì)出口設(shè)置在近所述真空絕熱殼體底部的一側(cè)，所述真空絕熱殼體的內(nèi)層殼體的外圍環(huán)繞一圈冷卻介質(zhì)管道。

9、進(jìn)一步地，所述單相超導(dǎo)磁體包括平行布置的上固定板和下固定板，以及設(shè)置在上固定板和下固定板之間的線圈組件；所述線圈組件包括同心布置的一對內(nèi)支撐環(huán)和一對外支撐環(huán)，以及間隔設(shè)置在一對內(nèi)支撐環(huán)和一對外支撐環(huán)之間的多個排列成環(huán)形的超導(dǎo)磁體線圈。

10、進(jìn)一步地，所述超導(dǎo)磁體線圈包括：骨架；分別設(shè)置在骨架兩側(cè)外緣的骨架下蓋板和骨架上蓋板；設(shè)置在骨架下蓋板和骨架上蓋板之間的分道片，所述分道片與所述骨架下蓋板圍成的區(qū)域為第一容腔，所述分道片與所述骨架上蓋板圍成的區(qū)域為第二容腔；繞組導(dǎo)線，所述繞組導(dǎo)線包括設(shè)置在第一容腔內(nèi)的第一繞組導(dǎo)線和設(shè)置在第二容腔內(nèi)的第二繞組導(dǎo)線，所述第一繞組導(dǎo)線和所述第二繞組導(dǎo)線的最內(nèi)匝通過分道片的間隙連接過度。

11、進(jìn)一步地，所述超導(dǎo)磁體線圈還包括：銅連接件，所述銅連接件設(shè)置在所述骨架下蓋板和所述骨架上蓋板上，用于與電流引線連接；骨架連接板，所述骨架連接板設(shè)置在所述骨架下蓋板和所述骨架上蓋板上，用于與所述一對外支撐環(huán)連接；支撐桿，所述支撐桿設(shè)置在所述骨架下蓋板和所述骨架上蓋板上，用于與所述一對內(nèi)支撐環(huán)連接。

12、進(jìn)一步地，所述上固定板、所述下固定板、所述內(nèi)支撐環(huán)和所述外支撐環(huán)由g10玻纖材料制成。

13、進(jìn)一步地，所述上固定板、所述下固定板和所述超導(dǎo)磁體線圈上具有鏤空結(jié)構(gòu)。

14、進(jìn)一步地，所述超導(dǎo)磁體線圈為圓形線圈、d型線圈、反d型線圈或跑道型線圈中的一種，優(yōu)選為跑道型線圈。

15、進(jìn)一步地，所述低溫套管分上下兩部分。上部分留長為了保證有足夠的爬電距離，防止擊穿；下部分留長為了使溫度從冷卻介質(zhì)溫度過渡到室溫，防止上部結(jié)霜。

16、進(jìn)一步地，所述電流引線為表面有絕緣的硬質(zhì)導(dǎo)線。使得各個單相超導(dǎo)磁體所用的電流引線彼此相間、首末端間距滿足絕緣要求。

17、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

18、(1)本發(fā)明提供的緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器中，單相超導(dǎo)磁體采用無鐵心的空心結(jié)構(gòu)，可以有效減少振動、降低噪音、提高電感線性度；且三相超導(dǎo)磁體采用立式疊放的方式間隔套設(shè)在多根吊桿上，立式疊放相比于其他疊放方式可以減小真空絕熱蓋的面積，降低漏熱。

19、(2)本發(fā)明提供的緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器中，單相超導(dǎo)磁體由排布成環(huán)形的線圈組成，可以有效減小漏磁，降低損耗。

20、(3)本發(fā)明提供的緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器中，考慮到低溫下的收縮和減小漏熱，冷卻介質(zhì)進(jìn)出口設(shè)置成帶波紋管的結(jié)構(gòu)，同時，底部的冷卻介質(zhì)出口處內(nèi)筒收縮劇烈，冷卻介質(zhì)罐環(huán)內(nèi)筒外部一圈冷卻介質(zhì)管路以減少低溫變形帶來的影響。

21、(4)本發(fā)明提供的緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器中，由于三相超導(dǎo)磁體同處于一個空間，容易出現(xiàn)漏磁，為避免三個超導(dǎo)磁體的互感導(dǎo)致增加的損耗，本發(fā)明增加磁體線圈數(shù)量、優(yōu)化線圈形狀和尺寸，最后選定為跑道型線圈，并確定最優(yōu)尺寸，使得漏磁達(dá)到最小。

技術(shù)特征：

1.一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述真空絕熱殼體(4)為層間抽真空的雙層結(jié)構(gòu)殼體，所述真空絕熱殼體(4)側(cè)壁上設(shè)置有冷卻介質(zhì)進(jìn)口(3)和冷卻介質(zhì)出口(7)，所述冷卻介質(zhì)進(jìn)口(3)和所述冷卻介質(zhì)出口(7)為具有波紋管結(jié)構(gòu)的連通管。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述冷卻介質(zhì)出口(7)設(shè)置在近所述真空絕熱殼體(4)底部的一側(cè)，所述真空絕熱殼體(4)的內(nèi)層殼體的外圍環(huán)繞一圈冷卻介質(zhì)管道(8)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述超導(dǎo)磁體線圈(505)還包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述上固定板(502)、所述下固定板(506)、所述內(nèi)支撐環(huán)(503)和所述外支撐環(huán)(504)由g10玻纖材料制成。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述上固定板(502)、所述下固定板(506)和所述超導(dǎo)磁體線圈(505)上具有鏤空結(jié)構(gòu)。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述超導(dǎo)磁體線圈(505)為圓形線圈、d型線圈、反d型線圈或跑道型線圈中的一種。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，其特征在于，所述電流引線為表面有絕緣的硬質(zhì)導(dǎo)線。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及一種緊湊型三相超導(dǎo)空心電抗器，包括真空絕熱容器，內(nèi)盛放有冷卻介質(zhì)，包括真空絕熱殼體和真空絕熱蓋，真空絕熱蓋上設(shè)置有伸入真空絕熱殼體內(nèi)的多根吊桿；三相超導(dǎo)磁體，其浸沒在冷卻介質(zhì)中，三相超導(dǎo)磁體由間隔套設(shè)在多根吊桿上的三個單相超導(dǎo)磁體通過立式疊放的方式組成，單相超導(dǎo)磁體為無鐵心空心結(jié)構(gòu)；低溫套管組件，其有三組且與單相超導(dǎo)磁體一一對應(yīng)，每組低溫套管組件包括兩個低溫套管，低溫套管部分從真空絕熱蓋外伸入真空絕熱殼體內(nèi)，低溫套管處于真空絕熱殼體外的一端接入電網(wǎng)，處于真空絕熱殼體內(nèi)的一端通過電流引線與對應(yīng)的單相超導(dǎo)磁體連接。本發(fā)明拓展了電抗器的應(yīng)用場景，有效解決電網(wǎng)無功補(bǔ)償不足的問題。

技術(shù)研發(fā)人員：嚴(yán)軍,徐晴川,李紅雷,關(guān)宏,黃華,蘇磊,焦婷,田昊洋
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國網(wǎng)上海市電力公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6