一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器的制作方法

本发明涉及超导限流器领域，尤其涉及一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器。

背景技术：

限流器：在电网运行中，故障短路电流过大是一个亟需解决的问题，限流器就是串联在电网之中，在正常状态下显示低电阻，在电网发生短路，线路电流增大到一定程度的时候，限流器电阻增大，对短路电流进行限制。

电阻型超导限流器是使用超导材料特殊特性而制作的一种限流器。超导材料在正常情况下，电阻几乎为零，但当电流增大到一定程度之后，超过其临界值，其超导特性就会失去(即“失超”)，此时，材料显示为高电阻特性，符合限流器在正常电流下低电阻(或零电阻)，在故障大电流情况下为高电阻的要求。

目前因为制作工艺问题，超导带材(超导带材也可以认为就是一根超导导线)通流能力是有限的，为了达到电网所需的额定电流，通常需要并联多根带材。比如，常规的单根超导带材通流能力为200A，电网所需电流为800A，此时则需要4根超导带材并联起来使用。

同时，单位长度的超导带材在失超后电阻值是固定有限的，为了达到电网所需的限流电阻要求，有时候需要比较长的超导带材，此时就存在多根超导带材的串联问题。比如，单根超导带材失超后的电阻为100mΩ/m，如果需要10Ω的电阻，那么实际上就需要100m的超导带材。

在同时考虑串并联的情况下，比如，电网需求一个额定电流800A，10Ω的限流器，即需要四根超导带材并联起来使用，同时考虑到并联后电阻要降低，那么我们需要400m单根带材长度，总共需要1600m的超导带材。

此时，容易出现多个问题。1、多个线圈的并联存在均流问题。比如以上例子中，四个线圈并联，理想状态下在每个线圈中的电流都是一样的。但是由于线圈制作工艺肯定会存在偏差，电阻存在差异，如此一来电流就会不均匀，一些线圈电流大，一些线圈电流小。2、容量不可调。在限流器制作完成之后，其通过的电流值就固定了，如果电网结构或容量改变，该限流器就不再适用。比如，上述例子中，电流值为800A，如果电网电流提升到1600A或者降低到400A，那么该限流器就不再适用。3、阻抗不可调。在限流器制作完成之后，其限流电阻就固定了，如果需要更大的电阻，那么限流器就不再适用。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器，解决了现有的限流器所存在的多线圈并联时无法保证均流、容量不可调及阻抗不可调的技术问题。

本发明实施例提供的一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器，包括：

低温容器、若干组饼状线圈组、若干根电流引线和若干个出线套管；

饼状线圈由超导带材绕制构成，若干组饼状线圈组串联连接，并放置于低温容器内；

电流引线与饼状线圈组连接，并经出线套管从低温容器内引到外部，用于使电流从一根电流引线流进，经饼状线圈组后由其余电流引线流出。

可选地，低温容器内充有低温液氮。

可选地，超导带材为高温超导材料二代带材。

可选地，低温容器内共有n个饼状线圈，每m个饼状线圈并联连接为一组，组与组间串联连接，且m小于n，每一饼状线圈组包括至少一个饼状线圈。

可选地，每一饼状线圈组为至少2个饼状线圈并联连接。

可选地，电流引线引到外部后通过刀闸或直流断路器与电网线路连接。

从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：

本发明实施例提供了一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器，包括：低温容器、若干组饼状线圈组、若干根电流引线和若干个出线套管；饼状线圈由超导带材绕制构成，若干组饼状线圈组串联连接，并放置于低温容器内；电流引线与饼状线圈组连接，并经出线套管从低温容器内引到外部，用于使电流从一根电流引线流进，经饼状线圈组后由其余电流引线流出，通过多出线套管使得电流进线位置可调整及出线数量可调整，使得限流器运行容量及限流电阻均可根据需要进行调整，解决了现有的限流器所存在的多线圈并联时无法保证均流、容量不可调及阻抗不可调的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1本发明实施例提供的一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器截面示意图；

图2为本发明实施例提供的一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器俯视图；

图3为本发明实施例提供的一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器另一个俯视图。

图示说明：1低温容器，2电流引线，3饼状线圈，4出线套管。

具体实施方式

本发明实施例提供了一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器，用于解决现有的限流器所存在的多线圈并联时无法保证均流、容量不可调及阻抗不可调的技术问题。

为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而非全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供的一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器，包括：

低温容器1、若干组饼状线圈组3、若干根电流引线2和若干个出线套管4；

饼状线圈3由超导带材绕制构成，若干组饼状线圈组3串联连接，并放置于低温容器1内；

电流引线2与饼状线圈组3连接，并经出线套管4从低温容器1内引到外部，用于使电流从一根电流引线2流进，经饼状线圈3后由其余电流引线2流出。

进一步地，低温容器1内充有低温液氮。

进一步地，超导带材为高温超导材料二代带材。

进一步地，低温容器1内共有n个饼状线圈，每m个饼状线圈并联连接为一组，组与组间串联连接，且m小于n，每一饼状线圈组3包括至少一个饼状线圈。

进一步地，每一饼状线圈组3为至少2个饼状线圈并联连接。

进一步地，电流引线2引到外部后通过刀闸或直流断路器与电网线路连接。

以上为对本发明实施例提供的一种运行容量和限流电阻可调的电阻型超导限流器的结构描述，以下将针对其中一种具体实施结构进行详细的描述。

本限流器通过多个出线(两个或两个以上)的方式，改变内部的串并联结构。如图1所示，为两个出线的情况，电流通过中间的套管流入，然后在两端流出，然后在外部把两端再并联起来。这样的话，内部需要的并联的线圈数量就可以减少一半了。大大的改善了内部多线圈的均流情况。

通过改变外部接线方式，还可以实现容量与阻抗的可调。采用中间电流进入，左边电流流出的方式接线，容量可以变为原来的一半，但是阻抗增大一倍。在需求更大阻抗的时候，可以采用左边电流流入，右边电流流出的方式，则容量还是原来的一半，而阻抗变为原来的四倍，在电网容量与阻抗需求变化的时候，该限流器能够通过改变接线的方式灵活应对，实现容量与阻抗的可调。

限流器还可根据电网的容量与阻抗需求，设置三个或者更多的出线。如图2和图3所示，为更多出线的俯视图(图中只画出了三个出线与五个出线的情况，以此类推)。如五个出线的情况，当电网需求的电流为I时，只需要中间进入，单出线流出；当电网需求的电流为2I时，只需要中间进入，双出线并联流出；当电网需求的电流为5I时，需要中间进入，五出线并联流出；这样就实现了容量的可调。同时，由于电网所需的限流阻抗与电流值一般是呈现反比关系的(系统容量越大，其阻抗越小)，电流值越大，所需的限流阻抗就会相对变小，这与本限流器的设计也是吻合的。

限流器还可以根据线圈的均流情况，改变出线个数来减少内部的并联数，或者没有并联。比如，在上述的两个出线，内部两并联的限流器中，可以用四出线的方式，令内部线圈均为串联连接，即可完全解决均流的问题。而外部线路的连接方式只需要做简单的调整即可实现与之前同样的容量与阻抗要求。

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。

以上，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。