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低温与超导2025年第02期:160 kV超导直流限流器的液氮冷却系统优化设计

来源:期刊VIP网 时间:


作者:吴亮;王颖菡;沈惬;潘昱炽;孙大明;

单位:广东电网有限责任公司汕头供电局;广东工业大学;浣江实验室-紫明低温联合研发中心;浙江大学工学部;

摘要:超导直流限流器是维持柔性直流输电系统稳定运行的关键部件,其超导状态的维持需要低温系统支撑。本文对一台160 kV/1 kA超导直流限流器的低温制冷系统进行了优化设计。系统采用了三台大冷量斯特林制冷机,在77 K温度下每台能够提供1 000 W制冷功率,系统运行时两台用于正常运行,一台备用,以确保系统的可靠性和稳定性。通过设计新型液氮制冷箱,实现了在不停机情况下的蓄液、自增压和回液功能,有效减少了液氮消耗。同时利用一台15 m~3液氮储罐作为气相缓冲设备,与制冷箱相互配合,大大抑制了限流器内的压力波动。研究表明,优化设计显著提升了系统的稳定性与可靠性,能够确保超导限流器的长期稳定运行。

关键词:超导直流限流器;;液氮冷却系统;;斯特林制冷机;;压力平抑;;低温系统

基金资助:中国南方电网有限责任公司科技项目(GDKJXM20220762);; 浙江省自然科学基金(LY21E060008);; 中国博士后科学基金(2024T170767)资助