專利名稱：超導(dǎo)變壓器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于變壓器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種超導(dǎo)變壓器。
背景技術(shù)：
常規(guī)變壓器自身的工作效率很高，但因其數(shù)量多，總損耗仍很大。2003年全國(guó)年發(fā)電量約為19000億千瓦時(shí)，而變壓器的總損耗(負(fù)載損耗和空載損耗之和，負(fù)載損耗即銅損，空載損耗即鐵損)就占發(fā)電量的10％左右，其中變壓器總損耗中負(fù)載損耗所占比例很大，空載損耗所占比例??；所以降低變壓器負(fù)載損耗對(duì)于降低變壓器的總損耗具有重大意義。而超導(dǎo)變壓器是利用超導(dǎo)線材繞制而成，在超導(dǎo)變壓器運(yùn)行時(shí)，超導(dǎo)線的電阻(R)為零，只有由于磁通約束及運(yùn)動(dòng)所生的與頻率成正比的磁滯損耗，因此損耗極低，節(jié)電效果十分明顯。而且由于超導(dǎo)體電流密度高(在77K比銅高兩個(gè)量級(jí)以上)，因此超導(dǎo)變壓器同時(shí)具有體積小、無(wú)環(huán)境污染以及無(wú)火災(zāi)隱患等優(yōu)點(diǎn)，被公認(rèn)為最有可能取代常規(guī)變壓器的高新技術(shù)。
現(xiàn)有的超導(dǎo)變壓器中，往往將變壓器的鐵心置于低溫環(huán)境中。采用此種結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)變壓器的空載損耗比較高?？蛰d損耗主要指鐵心的磁滯損耗和渦流損耗，鐵心一般采用軟磁材料，根據(jù)試驗(yàn)研究一方面，軟磁材料在低溫下的飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度和矯頑力比常溫下都有所增加，這就意味著低溫下鐵心的磁滯損耗將會(huì)比常溫下更高一些；另一方面，軟磁材料在低溫下的電阻有所下降，這就意味著渦流損耗有所增加。因此不僅增大了超導(dǎo)變壓器的空載損耗，也增大了低溫介質(zhì)的熱損耗，從而也就降低了超導(dǎo)變壓器的效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種超導(dǎo)變壓器，這種結(jié)構(gòu)的超導(dǎo)變壓器不增加空載損耗，可以有效減小低溫容器的體積，并減少低溫介質(zhì)的熱損耗。
解決本發(fā)明技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該超導(dǎo)變壓器包括有鐵心、超導(dǎo)線圈、低溫容器，超導(dǎo)線圈置于低溫容器內(nèi)，低溫容器與其內(nèi)的超導(dǎo)線圈共同套裝于鐵心柱上，鐵心置于低溫容器外與超導(dǎo)線圈隔開(kāi)，超導(dǎo)線圈的引線從低溫容器引出，所述低溫容器為環(huán)形，中間開(kāi)有可使鐵心柱通過(guò)的室溫孔。
低溫容器可由殼體和蓋板連接而成，殼體采用多層，各層之間保持真空，并填充有保持真空度和防熱輻射的絕緣材料，該絕緣材料中不含有任何可以圍繞鐵心形成閉環(huán)的導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料，這樣就可以避免超導(dǎo)變壓器運(yùn)行時(shí)，因低溫容器形成短路環(huán)，而造成事故發(fā)生。
本發(fā)明中，超導(dǎo)線圈引線與常規(guī)導(dǎo)線焊接在一起形成內(nèi)部引線，內(nèi)部引線通過(guò)低溫容器上的引線通道從低溫容器中引出。這種焊接容易、可靠，有效地避免了以往超導(dǎo)線焊接的困難。


以下結(jié)合實(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)描述圖1為本發(fā)明實(shí)施例1的結(jié)構(gòu)示意2為本發(fā)明實(shí)施例2的結(jié)構(gòu)示意中1—引線通道 2—蓋板 3—?dú)んw 4—拉螺桿 5—鐵心 6—繞組下蓋板 7—(絕緣線圈)外線圈 8—(絕緣線圈)內(nèi)線圈 9—組上蓋板 10—緊固螺栓 11—內(nèi)部引線 12—超導(dǎo)繞組部件
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明主要由鐵心5、超導(dǎo)線圈、低溫容器構(gòu)成，超導(dǎo)線圈置于低溫容器內(nèi)，低溫容器與其內(nèi)的超導(dǎo)線圈共同套裝于鐵心柱上，鐵心5置于低溫容器外與超導(dǎo)線圈隔開(kāi)，鐵心5工作在室溫狀態(tài)下(鐵心不浸于制冷劑中)。鐵心5由導(dǎo)磁材料制成，根據(jù)實(shí)際需要可采用單相鐵心或多相鐵心；超導(dǎo)線圈可采用低溫超導(dǎo)材料或高溫超導(dǎo)材料制成，根據(jù)實(shí)際需要可采用同心的雙線圈結(jié)構(gòu)或多線圈結(jié)構(gòu)，超導(dǎo)線圈繞在絕緣骨架上；低溫容器為環(huán)形，其中間開(kāi)有可使鐵心柱通過(guò)的室溫孔，低溫容器一般是采用由多層絕緣復(fù)合材料構(gòu)成的絕熱絕緣杜瓦。下面是分別采用單相鐵心和三相鐵心由此形成的單相超導(dǎo)變壓器和三相超導(dǎo)變壓器的生產(chǎn)過(guò)程。
實(shí)施例1如圖1所示，將繞制好的超導(dǎo)線圈同心套在一起形成外線圈7和內(nèi)線圈8，然后在外線圈7和內(nèi)線圈8的上端部放置繞組上蓋板9；在外線圈7和內(nèi)線圈8的下端部放置繞組下蓋板6；再用若干沿圓周均布的拉螺桿4緊固繞組上蓋板9和繞組下蓋板6，從而壓緊超導(dǎo)線圈，限制其在軸向和輻向的位移；將線圈引線與常規(guī)導(dǎo)體焊接在一起形成內(nèi)部引線11，然后將內(nèi)部引線11引出繞組上蓋板9。內(nèi)部引線通過(guò)低溫容器上的引線通道1從低溫容器中引出。將以上部分整體套入環(huán)形的低溫容器的殼體3中，在殼體3和蓋板2的結(jié)合面上敷上耐低溫絕緣材料，再蓋上蓋板2；然后用緊固螺栓10緊固殼體3和蓋板2，就形成超導(dǎo)繞組部件。將超導(dǎo)繞組部件套裝在單相鐵心5的鐵心柱上，然后閉合鐵心5；再將引出低溫容器的內(nèi)部引線11與外部引線連接，即組裝成一臺(tái)單相超導(dǎo)變壓器。
實(shí)施例2前面形成超導(dǎo)繞組部件12步驟跟實(shí)施例1相同，本實(shí)施例中鐵心5采用三相鐵心，如圖2所示，將三個(gè)超導(dǎo)繞組部件12分別套在鐵心5的三個(gè)鐵心柱上；再將引出低溫容器的內(nèi)部引線11按變壓器的連接組別連接后即形成三相超導(dǎo)變壓器。
權(quán)利要求
1.一種超導(dǎo)變壓器，包括有鐵心、超導(dǎo)線圈、低溫容器，其特征在于超導(dǎo)線圈置于低溫容器內(nèi)，低溫容器與其內(nèi)的超導(dǎo)線圈共同套裝于鐵心柱上，鐵心置于低溫容器外與超導(dǎo)線圈隔開(kāi)，超導(dǎo)線圈的引線從低溫容器引出。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于所述低溫容器為環(huán)形，中間開(kāi)有可使鐵心柱通過(guò)的室溫孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于低溫容器由殼體和蓋板連接而成，殼體有多層，各層之間保持真空，并填充有保持真空度和防熱輻射的絕緣材料，該絕緣材料中不含任何可以圍繞鐵心形成閉環(huán)的導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于殼體和蓋板通過(guò)螺栓連接，在殼體和蓋板的結(jié)合面上敷有耐低溫絕緣材料。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于線圈引線與常規(guī)導(dǎo)線焊接在一起形成內(nèi)部引線，內(nèi)部引線通過(guò)低溫容器上的引線通道從低溫容器中引出。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于超導(dǎo)線圈可采用低溫超導(dǎo)材料或高溫超導(dǎo)材料制成，其表面包有或涂有單層或多層絕緣材料。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于超導(dǎo)線圈采用同心的雙線圈結(jié)構(gòu)或多線圈結(jié)構(gòu)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于鐵心由導(dǎo)磁材料制成。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的超導(dǎo)變壓器，其特征在于鐵心可采用單相鐵心或多相鐵心。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種超導(dǎo)變壓器，該超導(dǎo)變壓器包括有鐵心、超導(dǎo)線圈、低溫容器，超導(dǎo)線圈置于低溫容器內(nèi)，低溫容器與其內(nèi)的超導(dǎo)線圈共同套裝于鐵心柱上，鐵心置于低溫容器外與超導(dǎo)線圈隔開(kāi)，超導(dǎo)線圈的引線從低溫容器引出，其中低溫容器由殼體和蓋板連接而成，殼體有多層，各層之間保持真空，并填充有保持真空度和防熱輻射的絕緣材料，該絕緣材料中不含有任何可以圍繞鐵心形成閉環(huán)的導(dǎo)體及半導(dǎo)體材料。本發(fā)明不會(huì)增加空載損耗，可以有效減小低溫容器的體積，并減少低溫介質(zhì)的熱損耗。
文檔編號(hào)H01F27/24GK1787131SQ20041004700
公開(kāi)日2006年6月14日 申請(qǐng)日期2004年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月6日
發(fā)明者王銀順, 趙祥, 韓軍杰, 魯光輝, 李會(huì)東, 關(guān)穎, 鮑慶 申請(qǐng)人:特變電工股份有限公司, 中國(guó)科學(xué)院電工研究所