[发明专利]一种无铁芯超导节能变压器

说明书

本发明涉及变压器技术领域，公开了一种无铁芯超导节能变压器，包括非导体耐低温骨架、一次超导线绕组、二次超导线绕组和玻璃钢容器，所述非导体耐低温骨架设置在玻璃钢容器内，所述玻璃钢容器内填充有液氮，所述一次超导线绕组通过引线与交流电源连接，所述二次超导线绕组通过引线与负载连接，所述一次超导线绕组为缠绕在非导体耐低温骨架上的内层绕组，所述二次超导线绕组为缠绕在非导体耐低温骨架上的外层绕组，所述一次超导线绕组和二次超导线绕组的绕线方向相反；本发明提供的一种无铁芯超导节能变压器，解决了现有变压器能源利用率、输电设备的利用率低的问题。

技术领域

本发明涉及变压器技术领域，具体涉及一种无铁芯超导节能变压器。

背景技术

在发明及应用变压器的一百多年里，各国电力专家一直在致力于降低变压器损耗。随着国内特高压的大面积建设，特大型容量的电力变压器大量使用，变压器的损耗如何降低，效率如何提升摆在了国内电力专家的面前，虽然他们开发出了一代代的节能变压器，但是由于影响变压器损耗的最主要原材料---普通铜导线(或铝导线)的导电性能、硅钢片的导磁性能及涡流损耗一直没有明显的改进，因此变压器单位容量的损耗已经很难再做到继续降低。这种普通常规变压器运行噪音大、利用强迫油循环冷却或空冷，在负载率较高或周围环境温度较高时，变压器温度温升也随之增高，此种变压器引发火灾的案例比比皆是、还有因变压器油泄漏等造成的环境污染。

此外,由于电缆输电线路、特高压架空线输电线路的增多，输电线路的分布电容越来越大，有这些电容所产生的无功功率非常可观，例如500Kv的电缆输电线路的无功功率为5Mvar/km,1100kv架空线输电线路的无功功率为3Mvar/km,为了提高输电效率，必须在这样的输电线路中安装大容量并联电抗器用以补偿流经此输电系统的很大的容性电流。

因此，如何提供一种能够提高能源有效利用率、输电设备的利用率的变压器成为目前急需解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种无铁芯超导节能变压器，用以解决现有技术中存在的至少一个上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种无铁芯超导节能变压器，包括非导体耐低温骨架、一次超导线绕组、二次超导线绕组和玻璃钢容器，所述非导体耐低温骨架设置在玻璃钢容器内，所述玻璃钢容器内填充有液氮，所述一次超导线绕组通过引线与交流电源连接，所述二次超导线绕组通过引线与负载连接，所述一次超导线绕组为缠绕在非导体耐低温骨架上的内层绕组，所述二次超导线绕组为缠绕在非导体耐低温骨架上的外层绕组，所述一次超导线绕组和二次超导线绕组的绕线方向相反。

由于本技术方案采用超导线绕组、非导体耐低温骨架，无铁芯设计，由于取消了铁芯，也就不存在空载损耗和磁饱和的问题，而且变压器可兼具并联电抗器的功能，真正做到了一机两用，从而提高了输电设备的利用率。超导线绕组出现之前，制造这种空心式无铁芯的变压器是不可能的。由于本超导变压器的交流损耗几乎为零，因此大幅度增加励磁电流成为可能，也使得大型电力变压器可以取消铁芯。

由于液氮制冷技术的日益成熟，制冷成本也在不断降低，通过液氮制冷机组可将氮气维持－196摄氏度的液化状态，一升液氮的成本在3元人民币，本技术方案中一次超导线绕组和二次超导线绕组运行在－196摄氏度，绕组处于超导状态，此时变压器的损耗几乎为零，可以忽略不计，相比于传统的变压器节能效果非常突出。

进一步的，为了实现持续性的液氮循环，还包括与玻璃钢容器内部连通的第一管道和第二管道，所述第一管道和第二管道之间设有液氮压缩机。

进一步的，所述一次超导线绕组和二次超导线绕组均采用高温交流超导复合材料。

进一步的，所述非导体耐低温骨架由FRP材料制成。

进一步的，所述玻璃钢容器为双层容器。