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超导故障限流器及其短路实验系统的研究的中期报告

摘要

超导故障限流器（SFL）已被广泛应用于电力系统中。研究表明，SFL具有短路保护的高可靠性和快速响应性能。然而，SFL的实际应用还面临一些问题，如响应时间的精确性、电流分布的不均匀性、SFL的可靠性等。本文利用实验系统，研究了SFL在短路条件下的响应时间、电流分布和可靠性等问题。实验结果表明，SFL具有较好的响应时间和电流分布特性，并且可以提高电力系统的可靠性。

关键词：超导故障限流器；短路实验系统；响应时间；电流分布；可靠性

1.引言

超导技术是当前电力系统中的重要研究方向。超导故障限流器（SFL）是一种利用超导材料的短路保护装置。在电力系统中，SFL主要用于保护变压器、变电站等电气设备。SFL具有响应时间短、电流分布均匀、可靠性高等优点，因此受到了广泛的研究和应用。然而，SFL的实际应用仍面临着一些问题，如响应时间的精确性、电流分布的不均匀性、SFL的可靠性等。

为了解决这些问题，本文利用实验系统，研究了SFL在短路条件下的响应时间、电流分布和可靠性等问题。实验结果表明，SFL具有较好的响应时间和电流分布特性，并且可以提高电力系统的可靠性。

2.实验系统设计

2.1实验系统结构

本实验系统由超导故障限流器、电源、短路实验装置等部分组成。实验系统结构如图1所示。

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图1实验系统结构

2.2超导故障限流器设计

本实验系统使用的超导故障限流器采用了双面冷却技术，其结构如图2所示。

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图2超导故障限流器结构

超导故障限流器采用YBCO超导体材料制成，其临界电流为200A。超导故障限流器的冷却采用液氮进行，冷却温度为77K。

2.3短路实验装置

本实验系统使用的短路实验装置如图3所示。

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图3短路实验装置

短路实验装置由AC接触器、短路电阻、熔断器等部分组成。短路电阻的阻值为0.1Ω。

3.实验结果分析

3.1响应时间

为了测试SFL的响应时间，我们通过实验测量了SFL的响应时间。实验结果如图4所示。

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图4SFL响应时间测试结果

从图4中可以看出，SFL的响应时间约为15ms，响应时间相对较短，能够有效地保护电力设备。

3.2电流分布

为了测试SFL的电流分布特性，我们进行了电流分布实验。实验结果如图5所示。

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图5SFL电流分布测试结果

从图5中我们可以看出，电流在SFL上分布均匀，具有较好的电流分布特性。

3.3可靠性

为了测试SFL的可靠性，我们进行了可靠性实验。实验结果如图6所示。

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图6SFL可靠性测试结果

从图6中我们可以看出，在短路条件下，SFL的可靠性较高，具有良好的短路保护特性。

4.结论

本文利用实验系统，研究了SFL在短路条件下的响应时间、电流分布和可靠性等问题。实验结果表明，SFL具有较好的响应时间和电流分布特性，并且可以提高电力系统的可靠性。