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行业新闻

超导储能系统的磁屏蔽

2022-04-07

随着电脑和半导体器件的广泛使用,越来越多的高功率用户要求更高的电能质量。铁芯一般都是用硅钢片制做的。硅钢是一种含硅的钢,其含硅量在0.8~4.8%。由硅钢做变压器的铁芯,是因为硅钢本身是一种导磁能力很强的磁性物质,在通电线圈中,它可以产生较大的磁感应强度,从而可以使变压器的体积缩小。变压器温升:高压变压器在周围温度40℃以下及额定负载下连续运转,以电阻法测定的绕组升温不得超过65℃,在此条件运转下,上层绝缘油的温升用温度计测定,不得超过60℃,绕组最高温升部分不得超过80℃。脉冲变压器一种宽频变压器。对通信用的变压器而言,非线性畸变是一个极重要的指标,因此要求变压器工作在磁心的起始导磁率处,以至即使象输入变压器那样功率非常小的变压器,外形也不得不取得相当大。蓄能技术能够有效地提高电力系统的稳定性和供电质量,因此蓄能技术的发展逐渐受到人们的重视。

超导磁储能具有快速吸收、释放和储备电能的能力,储能密度高,结构紧凑。这为超导储能系统参与电力系统,提高供电质量提供了有利条件[1]。近年来,超导储能已成为超导应用研究领域的热点。现在微型超导储能系统已经商业化。今年,IGC公司的IPQ-750 SMES系统安装在美国廷德尔*基地,并成功并网发电[2]。

超导储能磁体作为研究一种通过电磁储能元件,在运行管理过程中会产生具有相当强的磁场。一般超导储能磁体产生的中心场强为104高斯数量级,但10高斯数量级的磁场就可以直接导致学生一些企业电子信息设备已经不能满足正常发展工作,5高斯的磁场就可能使自己一个配有心脏起博器的人可能面临生命安全危险[3]。因此,如果不采用建立相应的措施对磁场加以限制和屏蔽,杂散分布于超导磁体系统功能之外的漏磁场会对他们周围生活环境因素带来很多不利的影响。要扩大超导磁体储能系统的应用场合,减小超导磁体杂散磁场带来的应用能力限制,就必须充分考虑超导磁体系统的磁屏蔽这些问题。

2.超导储能磁体及其磁场特性

闭合超导线圈中的电流过时,传统线圈中没有焦耳热损失,并且产生的热量较少。 因此,与传统线圈相比,超导线圈的工作电流可以达到非常高的水平。 更高的工作电流意味着可以产生更高的磁场,这就是为什么大多数超导磁体可以产生强磁场,而不需要铁磁材料形成磁通环。

当超导磁铁运行时,它会产生一个具有特定分布的磁场,这个磁场储存了一定数量的电磁能。在能量交换中,超导储能系统利用相应的电磁储能的磁场,而不是特定的磁场形状,磁场的分布对能量交换没有直接的作用。因此,早期超导磁铁设计的基本目标之一就是以尽可能少的超导材料储存尽可能多的电磁能量。并且在设计过程中不需要直接考虑磁场图案。

由于超导储能系统的高储能密度,整个储能装置可以做得相当紧凑。体积小、储能高是超导储能系统的优点之一。由于体积小、重量轻,超导磁体储能系统还具有一定的机动性。这在一些特殊场合尤为重要。

高场强、能量进行转换可以不受场型限制、结构设计紧凑,这三个特性是考虑超导储能系统磁屏蔽技术问题的基本理论出发点。

3.屏蔽方法的选取

目前,超导储能系统的超导磁体主要采用螺线管线圈和环状线圈两种结构形式。

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