大電流高溫超導電纜的載流分布及優(yōu)化設計.pdf

1、超導電纜輸電技術可以克服常規(guī)銅芯電纜的固有缺陷,基于超導體特殊的電氣性能,超導電力技術的應用將大大提高電網(wǎng)的輸電能力和電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,有效減少輸電過程中的損耗,具有廣泛的發(fā)展前景。本文圍繞大電流高溫超導電纜的載流分布及優(yōu)化設計這一課題展開,重點對高溫超導電纜的結構特點、電流分布及電纜模型優(yōu)化設計等方面進行系統(tǒng)的研究。
　　 論文首先闡述高溫超導體的基本特性以及超導帶材的研究進展,國內外高溫超導電纜輸電技術的并網(wǎng)情況以及超導

2、電纜運行的經(jīng)濟意義。對高溫超導電纜載流時存在的一些問題,分析了高溫超導電纜的電磁參數(shù)和結構參數(shù),以及三個結構參數(shù)繞制方向α、繞向角β和各層半徑r,對高溫超導電纜電流分布的影響。通過應用MATLAB軟件編程計算超導電纜各層電流幅值,揭示了繞向角越大,電流分布越均勻;層半徑越大,導體層總電流越大,電流分布越不均勻;層半徑越小,導體層總電流越小,電流分布越均勻。
　　 論文應用ANSYS/EMAG靜電場有限元分析模塊,建立了超導電纜模

3、型,揭示了超導電纜主絕緣的優(yōu)化特性,PPLP主絕緣層越厚,其所承受的最大場強越小,但增加PPLP絕緣層的厚度,也會增加電纜的制作成本。同時,驗證了外加11OkV工頻電壓時,主絕緣層厚度取13mm,超導電纜的經(jīng)濟性和可靠性。
　　 在以上分析的基礎上,論文提出了高溫超導電纜優(yōu)化設計的模型,提出超導電纜優(yōu)化設計的優(yōu)化變量、目標函數(shù)和約束條件,并且利用遺傳算法求得了目標函數(shù)的最優(yōu)解,得到了結構參數(shù)的最優(yōu)取值。通過ATP仿真模型驗證了經(jīng)