摘要：为进一步认识直流超导限流器中超导带材在直流短路电流下的超导特性及失超电阻的建立规律,对超导带材进行了直流电流冲击实验,测量了冲击电流作用下带材的失超电阻特性,得出了单位长度超导带材失超电阻与其产热量具有固定的函数关系。以此建立了长度可变的超导带材电阻及温升仿真模型,分析了超导带材发生不可逆损伤的原因,并实验验证该模型的可靠性。基于该模型,对5 kV混合型超导限流器中超导组件进行了设计,此方法对其他超导限流器的设计也具有较强的指导意义。

摘要：目前机械式高压直流断路器开断小电流过程中,真空开关需要承受极高的di/dt、额定电流,小容量短路电流开断难度大。为此,提出了一种改进的超导限流器与机械式高压直流断路器全电流开断配合方法,依托电阻型超导限流器独特的失超特性,利用超导限流器的失超电压为机械式直流断路器的谐振电容进行短路电流适应型充电,针对不同范围的电流开断,真空断路器可提供灵活变化的反向电流,大幅降低了机械式直流断路器开断小电流时承受的di/dt,提高了其全电流范围开断的可靠性。首先介绍了机械式直流断路器与超导限流器配合的拓扑结构与配合原理,然后在200 kV直流电路中建立了拓扑结构的数学模型,分析了小电流和30%、60%额定阶段电流开断过程。仿真表明,进行30%额定阶段电流开断时,机械式直流断路器承受的di/dt降低了86%。最后,通过低电压实验验证了配合方案与设计方法的可行性。

摘要：柔性直流电网中的直流(DC)侧短路故障电流会严重危害电网的运行,而电阻型超导故障限流器(RSFCL)能有效地限制短路故障电流的增长,降低对直流断路器开断容量和开断时间的要求。为了研究用于RSFCL的氧化钇钡铜(YBCO)超导带材在短时直流冲击电流下的电阻特性,根据故障电流特征搭建了高压直流冲击平台,实验测量了在不同电流峰值和不同冲击时间的冲击电流下YBCO带材的电阻变化情况。详细分析了失超电阻越过拐点阻值前后的不同变化趋势并解释了其产生原因。据此,分阶段建立了基于Levenberg-Marquardt(LM)算法的多层前馈神经网络,并利用实验室获得的实验数据对网络进行训练和网络结构的优化。利用训练好的神经网络建立YBCO带材直流冲击特性预测模型。预测结果与实验结果的对比表明,基于LM神经网络的建模方法可以有效地预测直流冲击下YBCO带材失超电阻的变化。所得的预测模型可用于研究RSFCL在柔直电网中的设计与应用。