大電流高溫超導(dǎo)電纜的載流分布及優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、超導(dǎo)電纜輸電技術(shù)可以克服常規(guī)銅芯電纜的固有缺陷,基于超導(dǎo)體特殊的電氣性能,超導(dǎo)電力技術(shù)的應(yīng)用將大大提高電網(wǎng)的輸電能力和電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,有效減少輸電過(guò)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(dǎo)電纜的載流分布及優(yōu)化設(shè)計(jì)這一課題展開(kāi),重點(diǎn)對(duì)高溫超導(dǎo)電纜的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、電流分布及電纜模型優(yōu)化設(shè)計(jì)等方面進(jìn)行系統(tǒng)的研究。
　　 論文首先闡述高溫超導(dǎo)體的基本特性以及超導(dǎo)帶材的研究進(jìn)展,國(guó)內(nèi)外高溫超導(dǎo)電纜輸電技術(shù)的并網(wǎng)情況以及超導(dǎo)

2、電纜運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)意義。對(duì)高溫超導(dǎo)電纜載流時(shí)存在的一些問(wèn)題,分析了高溫超導(dǎo)電纜的電磁參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù),以及三個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)繞制方向α、繞向角β和各層半徑r,對(duì)高溫超導(dǎo)電纜電流分布的影響。通過(guò)應(yīng)用MATLAB軟件編程計(jì)算超導(dǎo)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(dǎo)體層總電流越大,電流分布越不均勻;層半徑越小,導(dǎo)體層總電流越小,電流分布越均勻。
　　 論文應(yīng)用ANSYS/EMAG靜電場(chǎng)有限元分析模塊,建立了超導(dǎo)電纜模

3、型,揭示了超導(dǎo)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(chǎng)強(qiáng)越小,但增加PPLP絕緣層的厚度,也會(huì)增加電纜的制作成本。同時(shí),驗(yàn)證了外加11OkV工頻電壓時(shí),主絕緣層厚度取13mm,超導(dǎo)電纜的經(jīng)濟(jì)性和可靠性。
　　 在以上分析的基礎(chǔ)上,論文提出了高溫超導(dǎo)電纜優(yōu)化設(shè)計(jì)的模型,提出超導(dǎo)電纜優(yōu)化設(shè)計(jì)的優(yōu)化變量、目標(biāo)函數(shù)和約束條件,并且利用遺傳算法求得了目標(biāo)函數(shù)的最優(yōu)解,得到了結(jié)構(gòu)參數(shù)的最優(yōu)取值。通過(guò)ATP仿真模型驗(yàn)證了經(jīng)