2011n15超導實驗技術20110628

1、超導電力基礎2011年5月 - 6月1通 知 6月30日為課程結業(yè)考查。請相互轉(zhuǎn)告：1、形式為開卷。2、時間、地點：與平時上課同。3、本次考查成績占總成績的40%。4、帶紙張（A4頁面3張）。28.1 電力裝置的實驗八、超導實驗技術8.2 超導電力裝置的實驗8.3 實驗前的準備工作8.4 實驗范例及教訓3一、電力裝置的實驗4一、電力裝置的實驗 不同電氣設備有不同的測試項目，同一產(chǎn)品，電壓等級不同，測試項目也會有差異，具體參照常規(guī)電氣設備性能測試標準。以油浸變壓器為例：5一、電力裝置的試驗材料測試半成品試驗成品試驗一般材料特殊材料部件試驗工序試驗出廠試驗型式試驗 電力變壓器的試驗類型例按生產(chǎn)階段

2、分其他試驗6表1 變壓器試驗項目與程序引線裝配前和裝配后特大型變壓器鐵心必要時試驗新絕緣結構典型產(chǎn)品每一型號新產(chǎn)品7二、超導電力裝置的實驗8二、超導電力裝置的實驗明確檢測內(nèi)容，確立實驗方法，建立檢測規(guī)程，為超導電力裝置進入電力系統(tǒng)作準備從超導體的基本電磁特性的分析入手，確立超導電力裝置的共有試驗內(nèi)容。從具體裝置的電磁特性入手，建立裝置的試驗規(guī)程。1、基本思路9二、超導電力裝置的實驗 由于超導電力裝置具有超導體的基本電磁特性，即在臨界電流、臨界磁場與臨界溫度范圍內(nèi)的零電阻特性，因此，超導電力裝置的試驗、檢測內(nèi)容及方法與常規(guī)電力裝置相比有其特殊性。在對之進行研究時，除了對常規(guī)試驗項目進行重新考量外

3、，更要從具體裝置的電磁特性入手，檢測超導電力裝置的電磁特性。 共有實驗是所有超導電力裝置通用的實驗內(nèi)容，除若干常規(guī)電力裝置的整體性能實驗方法外，還必須包括超導導體電磁特性、低溫絕緣、低溫系統(tǒng)性能檢測、交流損耗等特殊內(nèi)容。10類別實驗項目共有實驗項目導 體 通流試驗；臨界電流測量；并聯(lián)導體和繞組的電流分布。 絕 緣 低溫環(huán)境下的絕緣材料特性試驗；低溫介質(zhì)特性試驗；系統(tǒng)絕緣耐壓實驗 低溫系統(tǒng) 檢驗低溫系統(tǒng)的真空特性、冷卻特性，測量和評估低溫系統(tǒng)的熱侵入。低溫系統(tǒng)參數(shù)測量：液氮或液氦流入、流出端的溫度分布測量；液氮充滿低溫保持器所需的時間；超導電力裝置達到穩(wěn)定的溫度狀態(tài)所需的時間；液氮流速測量；液氮

4、波動水平測量；液氮循環(huán)系統(tǒng)的工作壓力測量。 交流損耗 在交變電磁條件下，超導體會產(chǎn)生交流損耗。 常 規(guī)可參照常規(guī)電力裝置所必須的耐壓實驗、通流實驗等。 在多層導體纏繞的輸電電纜導體中，因超導體電阻極小，在層間甚至導體間感應電勢的影響，極有可能層間產(chǎn)生分流不勻甚至環(huán)流的問題，從而影響整個電纜導體的通流能力。 超導變壓器、超導電機等裝置中，若存在并聯(lián)繞組，也很容易因電磁感應而產(chǎn)生分流不勻甚至環(huán)流的情況。 超導電力裝置中的絕緣，需要從低溫環(huán)境過渡到常溫環(huán)境，低溫絕緣材料的特性實驗是開發(fā)超導電力裝置的基礎。 11超導磁儲能系統(tǒng)超導電纜超導限流器超導變壓器超導電機二、超導電力裝置的實驗2、具體裝置12超

5、導磁儲能系統(tǒng)高溫超導磁儲能系統(tǒng)由超導磁體、低溫系統(tǒng)、功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)和監(jiān)控系統(tǒng)四部分組成。超導磁儲能系統(tǒng)應用目標多樣，且含有電力電子變換裝置，因此需要檢測的內(nèi)容繁多， 其試驗、檢測大綱分四個部分：超導磁體以及低溫系統(tǒng)的試驗變流器實驗規(guī)程，借鑒目前成熟的變流器實驗規(guī)程功率調(diào)節(jié)特性試驗動模試驗 二、超導電力裝置的實驗13HUST 2009項目 試驗內(nèi)容超導磁體試驗 低溫系統(tǒng)參數(shù)測量。包括：測量低溫系統(tǒng)的運行損耗，檢驗溫度水平與真空度之間的相互關系和熱擾動情況下的穩(wěn)定裕度；檢查測量系統(tǒng)是否運行正常。磁體絕緣特性測試。包括磁體對地絕緣，匝間絕緣，層間絕緣和磁體對杜瓦的絕緣。磁體性能測試。包括：額定電流通流

6、試驗，磁體臨界電流測量，磁體在不同充放電速率下的運行特性試驗，磁體在交變電流通流過程中的溫度特性，磁體放電特性試驗，脈沖電流特性測量，磁體的穩(wěn)定裕度測試，磁體暫態(tài)穩(wěn)定性測試。磁體交流損耗測量。磁體的頻率響應特性測試。 14項目 試驗內(nèi)容變流器試驗 1) 絕緣試驗，只限于常規(guī)絕緣試驗，不做低溫試驗；2) 功能試驗；3) 額定交流電壓測量；4) 額定交流電流測量；5) 額定直流電壓測量；6) 額定直流電流測量；7) 變流效率測量；8) 穩(wěn)態(tài)功率特性試驗；9) 動態(tài)響應特性試驗；10) 諧波測量；11) 直流電壓電流波動系數(shù)測量；12) 均衡度測量，包括電壓均衡度測量和電流均衡度測量；13) 變流器

7、損耗功率的測定；14) 保護系統(tǒng)的檢驗；15) 電磁干擾試驗。 15超導磁儲能系統(tǒng)試驗項目16三、實驗前的準備工作17三、實驗前的準備工作 溫度探頭布置在合適的位置確定熱電偶型號并校準在常溫下測量，以備分析比對溫度探頭的選擇布置與校準數(shù)據(jù)采集低溫系統(tǒng)的檢查試驗溫度的核定溫度與電氣數(shù)據(jù)分采，建立數(shù)據(jù)文件檢查真空泵、循環(huán)水與制冷機是否正常工作核定裝置各部分溫度是否達到設計水平，并保持穩(wěn)定18四、實驗范例及教訓19四、實驗范例及教訓1、超導導體臨界電流的測量失超傳播自場下背場下應力或壓力下時間變化濕度變化脈沖電流不變，傳輸電流變化傳輸電流不變，脈沖電流變化20四、實驗范例及教訓1、超導帶材自場下臨界

8、電流的測量失超判據(jù)：1V/cm?21四、實驗范例及教訓1、超導帶材背場下臨界電流的測量失超判據(jù)：1V/cm22四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播實驗絕熱前絕熱后23四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播實驗24四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播連接主回路與測量系統(tǒng)，調(diào)試2700調(diào)試150A電源并測量Ic串聯(lián)電阻以穩(wěn)定電流源輸出更換成580A電流源，調(diào)試并再次測量Ic連接加熱絲回路調(diào)試BP4610的單脈沖輸出分別在不同工作電流與不同脈沖電流（幅值及時長）下重復進行實驗，記錄實驗數(shù)據(jù)25四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播實驗實驗前，先測臨界電流，原為120A，現(xiàn)為52A?26四、實驗范

9、例及教訓1、超導帶材失超傳播失超判據(jù)：1V/cm27四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播150A電流源噪聲過大580A電流源在失超傳播過程中電流會下降初次脈沖輸出后未能停止加熱絲過長，BP4610過負載實驗樣品中段Ic較低，僅有52A，其他部分均高于70A測得的失超傳播速度很低，不到0.2mm/s由于實驗中僅采集了超導帶材102，103，104段的電壓值變化，而加熱絲處在102段，故僅能依靠103與104段的電壓值計算失超傳播速度28四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播實驗實驗時帶材燒毀29四、實驗范例及教訓1、超導導體失超傳播實驗30四、實驗范例及教訓1、超導帶材失超傳播實驗31四、實驗

10、范例及教訓1、超導帶材失超傳播實驗原因分析焊點沒處理好起始脈沖電流過大實驗時操之過急32四、實驗范例及教訓2、超導磁儲能系統(tǒng)變流器超導磁體 低溫監(jiān)控系統(tǒng)控制屏33四、實驗范例及教訓2、超導磁儲能系統(tǒng)變流器調(diào)試約3個月超導磁體安裝2個月系統(tǒng)監(jiān)控調(diào)試1個月聯(lián)合調(diào)試1個月實驗歷時1個月34四、實驗范例及教訓35抑制熱傳導 支撐件用低導熱不銹鋼優(yōu)化電流引線的截面和長度采用超導-銅二元電流引線四、實驗范例及教訓36細心清洗所有接觸面、密封面、密封圈真空密封 四、實驗范例及教訓37設計低溫測量位置、安裝各類探頭、檢查測量引線低溫測量 四、實驗范例及教訓38四、實驗范例及教訓39四、實驗范例及教訓容器外壁和

11、熱屏蔽筒 外壁為真空夾層 內(nèi)襯光潔鋁箔防熱輻射 40四、實驗范例及教訓41熱屏蔽筒外覆輻射屏蔽材料 底盤和上蓋板也布置輻射板 抑制熱輻射 四、實驗范例及教訓42四、實驗范例及教訓43四、實驗范例及教訓44四、實驗范例及教訓磁體額定工作電流100A磁體最高升流152A實驗歷時1個月第一階段實驗45四、實驗范例及教訓46實驗檢驗：達到設計要求 四、實驗范例及教訓47四、實驗范例及教訓第二階段：磁體改造48四、實驗范例及教訓第二階段：磁體改造49四、實驗范例及教訓50四、實驗范例及教訓真空度略差最低溫度比原來高2K51四、實驗范例及教訓第二階段實驗：引線燒毀52四、實驗范例及教訓第二階段實驗：引線燒

12、毀53四、實驗范例及教訓54四、實驗范例及教訓第二階段實驗：引線重裝55四、實驗范例及教訓第二階段實驗：引線重裝56四、實驗范例及教訓第二階段實驗：數(shù)據(jù)測量57四、實驗范例及教訓第二階段實驗：車載改造58四、實驗范例及教訓第二階段：車載改造59四、實驗范例及教訓第二階段實驗：車載改造60四、實驗范例及教訓61四、實驗范例及教訓第二階段實驗：車載改造62四、實驗范例及教訓63四、實驗范例及教訓第二階段：系統(tǒng)調(diào)試順利嗎?64四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運65四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運66四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運67四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運68四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運69四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運70四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運71四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運72四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搬運73四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搭帳篷74四、實驗范例及教訓第三階段實驗：等待75四、實驗范例及教訓第三階段實驗：搭好的帳篷76四、實驗范例及教訓第三階段實驗：雨中77四、實驗范例及教訓第三階段實驗：設備就位78四、實驗范例及教訓第三階段實驗：接電源79四、實驗范例及教訓第三階段實驗