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CN110323711A - 一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构 - Google Patents

一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构 Download PDF

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CN110323711A
CN110323711A CN201910615098.4A CN201910615098A CN110323711A CN 110323711 A CN110323711 A CN 110323711A CN 201910615098 A CN201910615098 A CN 201910615098A CN 110323711 A CN110323711 A CN 110323711A
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CN
China
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phase
superconducting
current limiter
cable
cryogenic
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CN201910615098.4A
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楼茜妮
王银顺
李继春
夏芳敏
皮伟
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Futong Group (tianjin) Superconducting Technology Co Ltd
North China Electric Power University
Original Assignee
Futong Group (tianjin) Superconducting Technology Co Ltd
North China Electric Power University
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02G—INSTALLATION OF ELECTRIC CABLES OR LINES, OR OF COMBINED OPTICAL AND ELECTRIC CABLES OR LINES
    • H02G15/00—Cable fittings
    • H02G15/34—Cable fittings for cryogenic cables
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H9/00—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection
    • H02H9/02—Emergency protective circuit arrangements for limiting excess current or voltage without disconnection responsive to excess current
    • H02H9/023—Current limitation using superconducting elements
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
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    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E40/60—Superconducting electric elements or equipment; Power systems integrating superconducting elements or equipment

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  • Power Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了属于超导输变电技术领域的一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构，该连接结构是三相超导电缆低温容器与三相超导限流器低温容器焊接在一起，组成一体立式三相超导低温容器；其中，三相超导限流器输入端与三相超导电缆端部对应相连，三相超导限流器输出端与其带高压套管的电流引线相连；三相高压套管呈品字形固定在三相超导限流器顶面。本发明为超导电缆和超导限流器的连接提供了一种新的方式，使高压套管数量和引线漏热大幅减少，相应地，就大幅度降低了高压套管成本和运行成本。

Description

一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构
技术领域
本发明属于超导输变电技术领域，特别涉及一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构；具体说是一体立式三相同芯、同轴超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的连接结构，也适合于单相超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的一体立式连接。
背景技术
随着电力负荷的增长及新能源技术的不断发展，人们对于大容量远距离的输电有着更迫切的需求。超导电缆在现有电力系统升级和新电力系统建设中都具有潜在的应用前景。近十几年来，国际上超导交流电缆的研发已取得了很大的进展，技术相对比较成熟，已经相继建成多条示范工程，成功投入实际运行。
与此同时，超导电缆的小电阻会导致系统故障电流的大大增加。系统需要更有力的限制短路电流的方法。超导限流器就成为一个新的限制系统短路故障的选择。而超导限流器处于超导电缆与电网之间，起到连接两者的作用，两个接线端都需要通过液氮循环系统来实现内外绝热，不仅体积庞大，造价与运行成本都非常高昂。
因此需要一种新的终端结构来降低制造与运行成本，并缩小体积。本发明提出的一种一体立式三相同芯、同轴超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的连接结构就能达到以上目的。
发明内容
本发明的目的是提供一种一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构，其特征在于，该连接结构是三相超导电缆低温容器与三相超导限流器低温容器焊接在一起组成一体立式三相超导低温容器；其中，三相超导限流器输入端与三相超导电缆端部对应相连，三相超导限流器输出端与其带高压套管的电流引线相连；三相高压套管呈品字形固定在三相超导限流器顶面，组成一体立式三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器连接结构。
所述三相超导电缆选用超导电缆或柔性铜缆。
所述在超导电缆低温容器中的三相超导电缆为同芯同轴电缆或为三相超导电缆平行放置；相与相之间必须有绝缘层隔开。
一种一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构的连接方法，其特征在于，三相超导电缆低温容器与三相超导限流器低温容器焊接在一起组成一体立式三相超导低温容器；在超导电缆低温容器中的三相超导电缆为同芯同轴电缆或为三相超导电缆平行放置；相与相之间必须有绝缘层隔开；三相超导电缆端部与三相超导限流器的输入端使用超导电缆或柔性铜缆对应相连；三相超导限流器输出端与其带高压套管的三相电流引线对应相连；三相高压套管呈品字形固定在三相超导限流器顶面，组成一体立式三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器连接结构。
所述低温容器需要保持三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器内的压强平衡，以避免液氮压强不均的问题产生。
本发明的有益效果是本发明为超导电缆和超导限流器的连接提供了一种新的方式，使高压套管数量和引线漏热大幅减少，相应地，就大幅度降低了高压套管成本和运行成本。
附图说明
图1为同用低温容器的超导电缆终端与超导限流器连接结构示意图。
标号说明：1-三相超导电缆低温容器，2-三相超导限流器低温容器，3-超导限流器的A相高压套管，4-超导限流器的B相高压套管，5-超导限流器的C相高压套管；
图2为图1的俯视图。
标号说明：1-三相超导电缆低温容器，2-1-超导限流器的A相，2-2-超导限流器的B相，2-3-超导限流器的C相，2-4-超导限流器低温容器的内壁，2-5-超导限流器低温容器的外壁，3-超导限流器的A相高压套管，4-超导限流器的B相高压套管，5-超导限流器的C相高压套管；6-图3与图4两个剖面图的剖线；
图3为一体立式三相同芯同轴超导电缆终端与超导限流器的连接结构的旋转剖视图。
标号说明：1-1-三相同芯同轴超导电缆的A相，1-2-三相同芯同轴超导电缆的B相，1-3-三相同芯同轴超导电缆的C相，1-4-超导电缆低温容器内壁，1-5-超导电缆低温容器外壁，2-1-三相同芯同轴超导限流器的A相，2-3-超导限流器的C相，2-4-超导限流器低温容器的内壁，2-5-超导限流器低温容器的外壁，2-6-连接A相超导电缆与限流器的A相的超导电缆或柔性铜缆，2-7-连接B相超导电缆与限流器的B相的超导电缆或柔性铜缆，2-8-限流器的B相与B相超导电缆的连接点；2-9-连接C相超导电缆与限流器的C相的超导电缆或柔性铜缆，3-超导限流器的A相高压套管，5-超导限流器的C相高压套管，2-10-超导限流器低温容器中液氮的液面；
图4为一体立式三相超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的连接结构的旋转剖视图。
标号说明：1-4-超导电缆低温容器内壁，1-5-超导电缆低温容器外壁，1-6-三相平行放置超导电缆中的A相超导电缆，1-7-三相同轴超导电缆中的A相超导电缆屏蔽层，1-8-三相平行放置超导电缆中的B相超导电缆，1-9-三相平行放置超导电缆中的B相超导电缆屏蔽层，1-10-三相平行放置超导电缆中的C相超导电缆，1-11-三相平行放置超导电缆中的C相超导电缆屏蔽层，2-1-超导限流器的A相，2-3-超导限流器的C相，2-4-超导限流器低温容器的内壁，2-5-超导限流器低温容器的外壁，2-6-A相超导电缆与限流器A相的连接电缆；2-7-B相超导电缆与限流器B相的连接电缆，2-8-限流器B相与B相超导电缆的连接点；2-9-C相超导电缆与限流器C相的连接电缆，3-超导限流器的A相高压套管，5-超导限流器的C相高压套管，2-10-超导限流器低温容器中的液氮液面；
具体实施方式
本发明提供一种一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构，该连接结构是三相超导电缆低温容器与三相超导限流器低温容器焊接在一起组成一体立式三相超导低温容器；其中，三相超导限流器输入端与三相超导电缆端部对应相连，三相超导限流器输出端与其带高压套管的电流引线相连；三相高压套管呈品字形固定在三相超导限流器顶面，组成一体立式三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器连接结构。下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。
实施例一
图1所示为一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构示意图。
其中，三相超导电缆低温容器1与三相超导限流器低温容器2焊接在一起，组成一体立式三相超导低温容器，超导限流器的A相高压套管3、超导限流器的B相高压套管4、超导限流器的C相高压套管5呈品字形固定在立式的三相超导限流器低温容器2顶面。
图2所示为图1的俯视图。一体立式三相超导低温容器包括三相超导电缆低温容器1与三相超导限流器低温容器2；其中三相超导限流器低温容器2为圆筒形，由超导限流器低温容器的内壁2-4、超导限流器低温容器的外壁2-5组成，在圆筒内超导限流器的A相2-1，超导限流器的B相2-2，超导限流器的C相2-3成品字形排布；超导限流器的A相高压套管3，超导限流器的B相高压套管4，超导限流器的C相高压套管5分别在超导限流器的A相2-1，超导限流器的B相2-2，超导限流器的C相2-3的中心，并与各相的电流引线焊接，构成带高压套管的电流引线；图中标号6为图3与图4两个剖面图的剖线。
如图3所示，以A相与C相为例，首先，一体立式三相超导低温容器中三相超导电缆低温容器1为水平放置的圆管；该圆管由同轴的超导电缆低温容器内壁1-4与超导电缆低温容器外壁1-5组成；然后，超导电缆低温容器内壁1-4与超导限流器低温容器内壁2-4相连，超导电缆低温容器外壁1-5与超导限流器低温容器外壁2-5相连。其次，在水平放置的圆管中，三相同芯超导电缆中的A相超导电缆1-1端部与超导限流器的A相2-1使用2-6-A超导电缆或柔性铜缆相连，三相同芯超导电缆中的C相超导电缆1-3端部与超导限流器的C相2-3使用2-9-C超导电缆或柔性铜缆相连。B相连接方式与此相似，通过2-7-B超导电缆或柔性铜缆将三相同芯超导电缆中的B相超导电缆1-2与超导限流器的B相相连。图3剖面不经过B相，故图中只给出了B相超导电缆与限流器的B相的连接点2-8。2-10为超导限流器低温容器中的液氮液面；在低温容器中需要保持三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器内的压强平衡，以避免液氮压强不均的问题产生。
实施例二
一体立式三相同轴超导电缆低温容器与超导限流器低温容器的连接
如图4所示，以A相与C相为例，首先，一体立式的低温容器中三相超导电缆低温容器1为水平放置的圆管；该圆管由同轴的超导电缆低温容器内壁1-4与超导电缆低温容器外壁1-5组成；然后，超导电缆低温容器内壁1-4与超导限流器低温容器内壁2-4相连，超导电缆低温容器外壁1-5与超导限流器低温容器外壁2-5相连。其中，在水平放置的圆管中，三相超导电缆平行放置；三相超导电缆中的A相超导电缆屏蔽层1-7套在A相超导电缆1-6外面，超导电缆中的B相超导电缆屏蔽层1-9套在B相超导电缆1-8外面，超导电缆中的C相超导电缆屏蔽层1-11套在C相超导电缆1-10外面；三相超导电缆的末端三相分开，不再扭转，A相超导电缆1-6端部与超导限流器的A相2-1使用2-6-A超导电缆或柔性铜缆相连，C相超导电缆1-10端部与超导限流器的C相2-3使用2-9-C超导电缆或柔性铜缆相连。B相连接方式与此相似，通过2-7-B超导电缆或柔性铜缆将超导电缆中的B相超导电缆1-8与超导限流器的B相相连。图3剖面不经过B相，故图中只给出了B相超导电缆与限流器的B相的连接点2-8；
进一步的，该连接方法同样适用于单相超导电缆终端低温容器与超导限流器低温容器的一体立式连接。

Claims (5)

1.一种一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构，其特征在于，该连接结构是三相超导电缆低温容器与三相超导限流器低温容器焊接在一起，组成一体立式三相超导低温容器；其中，三相超导限流器输入端与三相超导电缆端部对应相连，三相超导限流器输出端与其带高压套管的电流引线相连；三相高压套管呈品字形固定在三相超导限流器顶面，组成一体立式三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器连接结构。
2.根据权利要求1所述一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构，其特征在于，所述三相超导电缆选用超导电缆或柔性铜缆。
3.根据权利要求1所述一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构，其特征在于，所述在超导电缆低温容器中的三相超导电缆为同芯同轴电缆或为三相超导电缆平行放置；相与相之间必须有绝缘层隔开。
4.一种权利要求1所述一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构的连接方法，其特征在于，三相超导电缆低温容器与三相超导限流器低温容器焊接在一起组成一体立式三相超导低温容器；在超导电缆低温容器中的三相超导电缆为同芯同轴电缆或为三相超导电缆平行放置；相与相之间必须有绝缘层隔开；三相超导电缆端部与三相超导限流器的输入端使用超导电缆或柔性铜缆对应相连；三相超导限流器输出端与其带高压套管的三相电流引线对应相连；三相高压套管呈品字形固定在三相超导限流器顶面，组成一体立式三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器连接结构。
5.根据权利要求4所述一体立式三相超导电缆与超导限流器的低温容器连接结构的连接方法，其特征在于，所述低温容器需要保持三相超导电缆低温容器与超导限流器低温容器内的压强平衡，以避免液氮压强不均的问题产生。
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