电阻型高温超导限流器暂态电阻特性分析
实验六-高温氧化物超导体的零电阻效应
高温氧化物超导体的零电阻效应
一、实验目的:
(1)掌握标准四引线的低电阻测量方法
(2)掌握标准四引线方法的电极制作
(3)掌握高温氧化物超导体的零电阻效应
二、实验原理:
1911年，荷兰物理学家卡末林－昂纳斯（H.K.Onnes，1853—1926）用液氦冷却水银线
并通以几毫安的电流，在测量其端电压时发现，当温度稍低于液氦的正常沸点时，水银线的
电阻突然跌落到零，这就是所谓的零电阻现象或超导电现象。超导体的两个基本特性：零电
阻效应和完全抗磁性。
通常把物体在一定温度下电阻突然跌落到零的现象，称为零电阻现象或超导现象，而把电阻突然变为零的温度称为临界温度，用TC表示。利用本实验装置，可用逐点测量的方法得到
高温超导体的电阻转变曲线，并可用标准的方法判断零电阻现象是否实现。除了零电阻现象
之外，超导体还具有另一个基本的特征——迈斯纳效应（完全抗磁性），即不论在有或没有
外加磁场的情况下，使样品从正常态转变为超导态，只要T
总是等于零的。
三、实验方法:
最信服的零电阻测量法是永久电流法，但这需要观测很长时间。较现实而可信的方法是
标准四引线或其修正方法。标准四引线法的测量精度为10^-13~10^ -15 欧姆*米，铜的低温电阻率可达10^-11欧姆*米。
测量回路如图所示。恒流源提供测量回路恒定的电流，回路电流RI可以用数字电流表
读出，也可以在回路中串联标准电阻Rs，精度好于0.01级，通过测量标准电阻上电压Vs换
算出回路电流。
实验装置图
实验用恒温器结构示意图 四 实验步骤
1、恒温器抽真空
2、准备样品
3、灌注液氮
4、R-T测量 （1）设定某个温度T，测量相应的回路电流,从而计算该温度的样品电阻R。
（2）从80K~100K，每隔1K记录一个点，在转变温度附近每隔0.5K记录一个点，
如果转变宽度很陡，则要进一步细测。
（3）从100K~200K每隔10K记录一个点。
（4）利用作图软件，在电脑上绘制RT曲线
我国高温超导技术研究现状
第
2期2008年
4月中国电子科学研究院学报
JournalofCAEITVol.3No.2
Apr.2008
收稿日期
:20072
092
10 修订日期
:20072
122
04综 述
我国高温超导技术研究现状
杨天信
,谢毅立
,胡来平
,王生旺
,王贤华
(中国电子科技集团公司第
16研究所
,合肥
230043)
摘 要
:从高温超导材料技术、超导强电技术和超导弱电技术三个方面陈述了我国高温超导技术
研究与发展现状
,并列举了国内一些高温超导研究项目的进展情况及应用水平。对国家重大高温
超导研究计划项目
,超导材料技术、器件、组件和系统的性能指标
,应用推广情况
,产业规模
,发展水
平和发展趋势等进行了讨论和分析。对我国超导技术军、民用技术的市场潜力做了研究、评估和预
测。针对国内外高温超导技术发展应用的水平差距
,提出了对我国高温超导技术发展和应用的
建议。
关键词
:高温超导材料
;超导强电技术
;超导弱电技术
;超导技术应用
中图分类号
:O511 文献标识码
:A 文章编号
:16732
5692(
2008)
022
1222
06
StatusofResearchinHighTemperatureSuperconductivity
TechnologyinChina
YANGTian2
xin,XIEYi2
li,HULai2
ping,WANGSheng2
wang,WANGXian2
hua
(
The16thResearchInstituteofCETC,Hefei230043,China)
Abstract:Thepaperdescribesthestatusofresearchanddevelopmentofhightemperaturesuperconduc2
tivity(
HTS)
technologyinChinafromsuchthreeaspectsashightemperaturesuperconductivitymaterial
andsuperconductivitythinfilmtechnology,powerapplicationsofsuperconductivity,andapplicationof
超导现象的产生和应用
超导现象的产生和应用
1. 超导现象的产生
超导现象是指在低于某一临界温度（Tc）的条件下，某些材料的电阻突然下降到零的现象。这一现象最早由荷兰物理学家海克·卡末林·昂内斯在1911年发现。他在实验中发现，汞在冷却到4.2K（-268.95°C）时，其电阻骤降至无法测量的水平。此后，许多其他材料也被发现在超低温下呈现超导特性。
超导现象的产生机制至今尚未完全明了，但可以归纳为以下几个方面：
1.1 电子配对
在超导体中，电子会形成一种特殊的配对现象，称为库珀对。库珀对是由两个电子通过声子相互作用而形成的。在低温下，声子与电子的相互作用增强，使得电子之间能够形成稳定的配对。这种配对现象使得电子能够在没有能量损耗的情况下通过材料。
1.2 相干长度
超导体的相干长度是指超导体内部电子配对波函数的相位相干长度。在超导状态下，电子配对波函数在超导体内部保持相位一致，形成一种宏观的相干现象。相干长度的存在使得超导体具有明显的空间有序性，为超导现象的产生提供了条件。
1.3 迈斯纳效应
迈斯纳效应是指超导体在超导态下，磁场会被排斥到超导体表面，内部呈现零磁场状态的现象。这一效应的产生是由于超导体中的库珀对在低温下形成了一种特殊的电子态，使得磁场无法进入超导体内部。迈斯纳效应进一步证明了超导体中电子配对的存在。
2. 超导现象的应用
超导现象具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：
2.1 磁悬浮列车（Maglev）
磁悬浮列车是一种利用超导磁体实现列车与轨道之间悬浮和导向的高速交通工具。超导磁体具有高磁通量密度、低损耗和良好的可控性等特点，使得磁悬浮列车能够在高速运行时保持稳定。此外，超导磁体在低温下具有较高的磁导率，有利于提高磁悬浮列车的悬浮稳定性。 2.2 超导磁体
超导磁体广泛应用于粒子加速器、核磁共振成像（MRI）、磁共振成像（NMR）等领域。超导磁体具有高磁通量密度、低损耗和良好的可控性等特点，使得粒子加速器等设备的运行效率和性能得到显著提高。
二代高温超导线失超特性仿真分析
船电技术Ｉ应用研究
二代高温超导线失超特性仿真分析
李位勇１，２钮小军 陈伟 苏浩 彭思思
（１．中国船舶重工集团公司第七一二研究所，武汉４３００６４； ２．综合电力技术重点实验室，武汉４３００６４）
摘要：采用Ａｎｓｙｓ有限元分析软件，建立二维模型，
程，计算超导线的最小失超热扰和正常区域传播速率， 关键词：二代高温超导线失超特性有限元 通过热电．耦合，实时仿真二代高温超导线的失超过
与文献中报道的实验结果吻合的较好。
中图分类号：ＴＭ２６ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００３－４８６２（２０１２）ｓｌ－０１４４．０３
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｏｆ Ｑｕｅｎｃｈ Ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ Ｃｏａｔｅｄ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ
Ｌｉ Ｗｅｉｙｏｎｇ ’。，Ｎｉｕ Ｘｉａｏｊｕｎ ，Ｃｈｅｎ Ｗｅｉ ，Ｓｕ Ｈａｏ ，Ｐｅｎｇ Ｓｉｓｉ （１．Ｗｕｈａｎ Ｉｎｓｔｉｔｕｔｅ ｏｆＭａｒｉｎｅ Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｒｏｐｕｌｓｉｏｎ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４；２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆＩｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｐｏｗｅｒ Ｓｙｓｔｅｍ
Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ ｏｎ Ｓｈｉｐ，Ｗｕｈａｎ ４３００６４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａ ｔｗｏ ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｃｏａｔｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ ｉｓ ｂｕｉｌｔ，ａｎｄ ａｎ ＡＰＤＬ ｐｒｏｇｒａｍ ｉｓ ｗｒｉｔｔｅｎ ｆｏｒ
ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ ｔｈｅ ｑｕｅｎｃｈ ｂｅｈａｖｉｏｒ ｏｆ ｔｈｅ ＣＣ ｗｉｒｅ．Ｔｈｅ ｍｉｎｉｍ ｑｕｅｎｃｈ ｅｎｅｒｇｙ ａｎｄ ｎｏｒｍａｌ ｚｏｎｅ ｐｒｏｐａｇａｔｉｏｎ ｖｅｌｏｃｉｔｙ ｉｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ，ｔｈｅ ｔｅｓｔｅｄ ａｎｄ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｒｅｓｕｌｔｓ ｆｉｔ ｗｅｌ１．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｃｏａｔｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ；ｑｕｅｎｃｈ ｂｅｈａｖｉｏｒ；ｆｉｎｉｔｅ ｅｌｅｍｅｎｔ ｍｅｔｈｏｄ
高温超导线圈绕制工艺及性能测试研究
高温超导线圈绕制工艺及性能测试研究
李力;孙星瑞;侯东斌;李超;宋萌;林友新;胡南南;史正军
【摘 要】针对高温超导用Bi系高温超导带材,对其在77 K自场下和应变疲劳下的临界电流进行了测试.介绍了超导限流器用大型高温超导线圈及绕制工艺,在77 K自场下对比研究了双饼线圈、螺线管线圈的V-I特性曲线;通过反复试验得到了最佳接头焊接工艺,满足了磁体稳定工作的条件.结果表明:当弯曲次数小于或等于10次时,高温超导带材的临近电流不受径向弯曲次数影响;绕制的高温超导线圈性能良好,77 K自场下的临界电流为168.12 A,当焊接温度达到493 K、搭接长度4 cm、焊料Sn63Pb时焊接效果最佳.
【期刊名称】《真空与低温》
【年(卷),期】2019(025)004
【总页数】5页(P280-284)
【关键词】高温超导;临界电流;绕线工艺;焊接工艺
【作 者】李力;孙星瑞;侯东斌;李超;宋萌;林友新;胡南南;史正军
【作者单位】广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东 510080;西安聚能超导磁体科技有限公司,西安 710018;西安聚能超导磁体科技有限公司,西安 710018;西安聚能超导磁体科技有限公司,西安 710018;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东 510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东 510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东 510080;广东电网有限责任公司电力科学研究院,广东 510080 【正文语种】中 文
【中图分类】TM26;O511
0 引言
随着我国国民经济的不断发展，电子系统规模迅速扩展，电网短路电流水平已经逼近甚至超过开关设备的开断能力，以致于严重影响到电网的安全运行，也成为制约电力系统发展的重要因素。传统的限制短路电流的方法主要通过加装电抗器、分区等被动方式达到限流目的，此类方式对电网的安全性及灵活性有较大影响，亟需研制适用于超高压电网的主动式限流装置[1-3] 。
饱和铁心型高温超导故障限流器的仿真分析
低压电器（２０１３Ｎｏ．１４） ・研究与分析・
饱和铁心型 古 日 同皿 超导故障
限流器的仿真分析
董建民 ， 李东晶 ， 赵翠霞 （１．山东工业职业学院，山东淄博２５６４１４；
２．西安交通大学电气工程学院，陕西西安７１００４９）
摘要：给出了饱和铁心型高温超导故障限流器（ＨＴＳＦＣＬ）的结构模型，分析 苦建 ｒ １ｑ７ｑ、 ＨＴＳＦＣＬ的原理，通过数学模型计算得到短路时的瞬态电流波形。利用磁路法和三维 男，讲师，研究方向 瞬态磁场一电路耦合法分别对瞬态过程进行仿真，并与样机试验结果进行对比。仿真结 为自动控制与供电 果验证了两种方法的正确性。针对短路时超导线圈过电压的问题，提出了使用磁屏蔽 ：ｌ ／ｌ、０ 环的方法来改善。 关键词：高温超导故障限流器；饱和铁心型；瞬态仿真分析；磁场一电路耦合；磁屏蔽 中图分类号：ＴＭ ５６１．１文献标志码：Ａ文章编号：１００１—５５３１（２０１３）１４－０００８－０４
Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ Ｓａｔｕｒａｔｅｄ Ｃｏｒｅ Ｈｉｇｈ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ
Ｓｕｐｅｒｃ０ｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｆａｕｌｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｌｉｍｉｔｅｒ
ＤＯＮＧ Ｊｉａｎｍｉｎ‘，ＬＩ Ｄｏｎｇｆｉｎｇ ，ＺＨＡＯ Ｃｕｉｘｉａ （１．Ｓｈａｎｄｏｎｇ Ｖｏｃａｔｉｏｎａｌ Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ，Ｚｉｂｏ ２５６４ １４，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｘｉ’ａｎ Ｊｉａｏｔｏｎｇ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉ’ａｎ ７ １ ００４９，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｍｏｄｅｌ ｏｆ ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｃｏｒｅ ｈｉｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｕｐｅｒｃｏｎｄｕｃ【ｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｉｍｉｔｅｒ （ＨＴＳＦＣＩ ）ｗａｓ ｇｉｖｅｎ，ａｎｄ ｔｈｅ ｐｒｉｎｃｉｐｌｅ ｏｆ ＨＴＳＦＣＬ ｗａｓ ａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｗａｖｅｆｏｒｍ ｗａｓ ｃａｌｃｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｔｈｅ ｍａｔｈｅｍａｔｉｃａｌ ｍｏｄｅｌ ａｔ ｓｈｏｒｔ ｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅ ｔｒａｎｓｉｅｎｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗａｓ ｓｉｍｕｌａｔｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｃｉｒｃｕｉｔ ｍｅｔｈｏｄ ａｎｄ ｔｈｒｅｅ－ｄｉｍｅｎｓｉｏｎａｌ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ—ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ ｍｅｔｈｏｄ，ｒｅｓｐｅｃｔｉｖｅｌｙ．Ｔｈｅ ｃｏｒｒｅｃｔｎｅｓｓ ｏｆ ｔｈｅ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｍｅｔｈｏｄｓ ｗａｓ ｐｒｏｖｅｄ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｏｆ ｔｅｓｔ ｒｅｓｕｌｔｓ ａｎｄ ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｔｈｅ ｓｕｐｅｒｃ０ｎｄｕｃｔｉｎｇ ｃｏｉｌ ｏｖｅｒｖｏｈａｇｅ ｐｒｏｂｌｅｍ ｗａｓ ｓｏｌｖｅｄ ｂｙ ｕｓｉｎｇ ｔｈｅ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ ｔｉｎｇｓ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｈｉ【ｇｈ ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ ｓｕｐｅｒｃ０ｎｄｕｃｔｉｎｇ ｆａｕｌｔ ｃｕｒｒｅｎｔ ｌｉｍｉｔｅｒ； ｓａｔｕｒａｔｅｄ ｃｏｒｅ； ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｉｎｓｔａｎｔａｎｅｏｕｓ ｓｔａｔｅ；ｍａｇｎｅｔｉｃ ｆｉｅｌｄ－ｃｉｒｃｕｉｔ ｃｏｕｐｌｉｎｇ；ｍａｇｎｅｔｉｃ ｓｈｉｅｌｄｉｎｇ
高温超导材料
高温超导材料
摘要：简要介绍了高温超导材料及其发展历史，对超导材料的发展现状和用途进行说明，对目前超导材料的主要研制方法进行了分析。
关键词：超导材料 研究进展 高温 应用
一、 高温超导材料的发展背景及其发展历史
高温超导体通常是指在液氮温度（77 K）以上超导的材料。人们在超导体被发现的时候（1911年），就被其奇特的性质（即零电阻，反磁性，和量子隧道效应）所吸引。但在此后长达七十五年的时间内所有已发现的超导体都只是在极低的温度（23 K)下才显示超导，因此它们的应用受到了极大的限制。
高温超导材料一般是指临界温度在绝对温度77K以上、电阻接近零的超导材料，通常可以在廉价的液氮（77K）制冷环境中使用，主要分为两种：钇钡铜氧（YBCO）和铋锶钙铜氧(BSCCO)。钇钡铜氧一般用于制备超导薄膜，应用在电子、通信等领域；铋锶钙铜氧主要用于线材的制造。
1911年，荷兰莱顿大学的卡末林·昂尼斯意外地发现，将汞冷却到-268.98°C时，汞的电阻突然消失；后来他又发现许多金属和合金都具有与上述汞相类似的低温下失去电阻的特性，由于它的特殊导电性能，卡末林·昂尼斯称之为超导态，他也因此获得了1913年诺贝尔奖。
1933年，荷兰的迈斯纳和奥森菲尔德共同发现了超导体的另一个极为重要的性质，当金属处在超导状态时，这一超导体内的磁感应强度为零，却把原来存在于体内的磁场排挤出去。对单晶锡球进行实验发现：锡球过渡到超导状态时，锡球周围的磁场突然发生变化，磁力线似乎一下子被排斥到超导体之外去了，人们将这种现象称之为“迈斯纳效应”。
自卡麦林·昂尼斯发现汞在4.2K附近的超导电性以来，人们发现的新超导材料几乎遍布整个元素周期表，从轻元素硼、锂到过渡重金属铀系列等。超导材料的最初研究多集中在元素、合金、过渡金属碳化物和氮化物等方面。至1973年，发现了一系列A15型超导体和三元系超导体，如Nb3Sn、V3Ga、Nb3Ge，其中Nb3Ge超导体的临界转变温度(Tc)值达到23.2K。以上超导材料要用液氦做致冷剂才能呈现超导态，因而在应用上受到很大限制。1986年柏诺兹和缪勒发现了35K 超导的鑭钡铜氧体系。这一突破性发现导致了更高温度的一系列稀土钡铜氧化物超导体的发现。通过元素替换，1987年初美国吴茂昆（朱经武）等和我国物理所赵忠贤等宣布了90K钇钡铜氧超导体的发现，第一次实现了液氮温度（77 K）这个温度壁垒的突破。柏诺兹和缪勒也因为他们的开创性工作而荣获了1987年度诺贝尔物理学奖。
新型混合型高温超导限流器的仿真研究
第３５卷第３期
２ ０ ０ ８年３月 湖南大学学报（自然科学版）
Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（Ｎａｔｕｒａｌ Ｓｃｉｅｎｃｅｓ） ＶＯ１．３５．Ｎｏ．３
Ｍａｒ．２ ０ ０ ８
文章编号：１０００—２４７２（２００８）０３～００５０—０４
新型混合型高温超导限流器的仿真研究
张晚英”，周有庆 ，赵伟明 ，张绪红 ，朱 青 ，陈洪云 ，姚志斌 ，王耀南 ，黎福海
（１．湖南大学电气与信息工程学院，湖南长沙４１００８２；２．湖南省水利水电科学研究所，湖南长沙４１０００７；
３．广东技术师范学院，广东广州５１０６３５；４．常德市水利水电勘测设计院，湖南常德４１５１００）
摘要：在研究混合型高温超导限流器和失超型桥式整流高温超导限流器原理的基础
上，介绍了混合型高温超导限流器的概念，提出了一种新型单相混合型高温超导限流器，该
限流器利用ＩＧＢＴ快速动作来控制保护电阻，ＩＧＢＴ在故障发生后的１００ ｓ时间间隔内动
作并投入保护电阻．利用ＭＡＴＬＡＢ进行仿真分析，研究结果表明该限流器模型设计参数准
确．限流效果明显．
关键词：混合；仿真；短路电流；电力系统；新型混合型高温超导限流器；桥式整流型高
温超导限流器
中图分类号：ＴＭ２６：ＴＭ４７１ 文献标识码：Ａ
Ｓｉｍｕｌａｔｉｎｇ Ｒｅｓｅａｒｃｈ ｏｎ Ｎｏｖｅｌ Ｈｙｂｒｉｄ Ｔｙｐｅ ｏｆ ＨＴＳＣＦＣＬ
ＺＨＡＮＧ Ｗａｎ—ｙｉｎｇ＂，ＺＨＯＵ Ｙｏｕ—ｑｉｎｇ ，ＺＨＡｏ Ｗｅｉ—ｍｉｎｇ２，ＺＨＡＮＧ Ｘｕ—ｈｏｎｇ３，
ＺＨＵ Ｑｉｎｇ ，ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ—ｙｕｎ ，ＹＡＯ Ｚｈｉ—ｂｉｎ，ＷＡＮＧ Ｙａｏ－ｎａｎ ，ＬＩ Ｆｕ—ｈａｉ
（１．Ｃｏｌｌｅｇｅ ｏｆ Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ａｎｄ Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｈｕｎａｎ Ｕｎｉｖ，Ｃｈａｎｇｓｈａ，Ｈｕｎａｎ ４１００８２，Ｃｈｉｎａ；
超导体的两个基本现象
超导体的两个基本现象
▲ 一、超导体的两个基本现象
超导体是一种特殊的材料，它具有电阻消失、磁通量涡流、高电导等特性，这些特性使得超导体在许多应用中大显身手，如电力电子技术、磁性记忆、电子显示器、电子计算机存储器等。超导体的两个基本现象主要是超导电阻消失和超导磁通量涡流。
1、超导电阻消失
超导电阻消失是超导体的主要特性之一，它指的是在一定温度范围内某种特定材料的电阻会骤然下降到很低，几乎为零。这种现象被称为代替物质的超导电阻，它们的电阻率低于一定的电阻率。这种超导电阻的低电阻率使得超导体在电路中能够替代传统的电阻，使电路变得更加简洁、紧凑，而且电路的电流仅受到电压的限制。
2、超导磁通量涡流
超导磁通量涡流是超导体的另一个主要特性，它指的是在某种特定材料中经过的电流不会产生磁场，磁通量却能够涡流穿过该材料，而不受电流的限制。这种超导磁通量涡流的性质使其成为高性能的磁性记忆装置、电子显示器和电子计算机存储器的理想材料。
总之，超导体的两个基本现象是超导电阻消失和超导磁通量涡流，它们具有非常重要的作用，为电子技术的发展做出了巨大的贡献。
电抗型超导故障限流器对两机系统暂态稳定影响
第２７卷第５期 ２０１１年５月 电力科学与工程 Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｐｏｗｅｒ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｖｏ１．２７，Ｎｏ．５ ５ Ｍａｙ．，２０１ １ 电抗型超导故障限流器对两机系统暂态稳定影响 杨智龙 ，李爱华 （１河北邯郸供电公司，河北邯郸０５６０３５；２石家庄军械工程学院，河北石家庄０５０００３） 摘要：针对两机系统，提出了在输电线路不同位置发生三相短路故障时，超导故障限流器（ＳＦＣＬ）投入 电抗后对暂态稳定性影响的分析方法。基于功角特性曲线分别详细分析了在三相短路故障下电抗型ＳＦＣＬ 对暂态稳定的影响情况。通过对接入电抗型ＳＦＣＬ的电力系统进行故障下的暂态稳定时域仿真研究，验 证了分析结论。 关键词：超导故障限流器ＳＦＣＬ；暂态稳定；功角；电力系统 中图分类号：ＴＦ２７３ 文献标识码：Ａ ０引 言 电网容量的逐年增加，短路电流水平不断变 化，给电力系统中的电气设备带来越来越大的危 害。为了有效地抑制短路故障给电力系统及其用 户带来的危害，保证电网安全运行，在输电网上 采取有效限流措施很有必要。 近年来，随着高压大电流电力电子技术、以 及ＦＡＣＴＳ技术在电力系统中的研究与应用，给新 型故障限流器在电网中的应用带来了可靠物质基 础和理论支撑¨．２ Ｊ。随着２０世纪８Ｏ年代后期高温 超导材料的发展，用高温超导体做成超导限流器 具有其特有的优越性，能够集检测、触发和限流 于一身，是电力系统的理想限流装置…。应用超 导故障限流器（ＳＦＣＬ）的系统在正常运行时，超 导体不表现任何阻抗，还具有完全的抗磁性，装 置对电网的影响几乎为零；当电力系统发生短路 故障时，由于短路电流超过超导体的临界电流， 使超导体迅速失超而表现一个很大的阻抗，从而 将短路电流限制在一个很低的水平。ＳＦＣＬ按照不 同的原理、结构和特性，可进行多种分类 ］，但 按其失超后表现出的阻抗特性可分为电阻型和电 抗型两大类。当这两类超导限流器应用于输电线 路时，对电力系统的暂态稳定性会有不同的影响。 目前，超导故障限流器在电力系统中应用的 研究大都集中在限制短路电流效果上，在输电网 应用中对暂态稳定影响方面的研究还比较少。文 献［５］和［６］仅从故障限流器对系统功角曲线 的影响方面做了一些基本分析。文献［７］分析 了输电线路一端装有晶闸管控制的限流器时，在 三相故障情况下限流器对暂态稳定性影响的规律。 文献［８］分析了固态限流器对暂态稳定性的影 响情况。文献［９］仿真研究了氧化锌避雷器式 故障限流器对暂态稳定性的影响，给出了非对称 故障情况下的仿真波形。文献［１０］分析了在输 电线路的不同位置发生三相短路故障时，ＳＦＣＬ对 暂态稳定性的影响情况。以往对限流器影响的分 析基本上是基于单机对无穷大系统发生短路故障 情况，而在多机系统发生故障情况下，ＳＦＣＬ对暂 态稳定的影响尚待深入研究。本文详细分析了两 机系统的输电线路不同位置发生三相接地短路故 障时，电抗型ＳＦＣＬ投入不同电抗时对暂态稳定性 的影响情况，并用暂态稳定的时域仿真结果对分 析结论进行了验证。 １ 系统模型 以一个两机系统为例，分析ＳＦＣＬ安装在输电 线路时对电力系统的暂态稳定影响情况。其中一发 电机经升压变压器和双回线路向负荷送电，并在其 中一回线上加装超导故障限流器。系统正常运行时， ＳＦＣＬ不投入电抗；安装ＳＦＣＬ的线路发生故障时， 三相ＳＦＣＬ立刻投入电抗，在一定时间后保护动作， 收稿日期：２０１１—０２－２３。 作者简介：杨智龙（１９８２一），男，工程师，研究方向为电力系统分析、运行与控制，Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｙｚｌｌｏｎｇ＠１６３．ｅｏｍ。