Treść książki
Przejdź do opcji czytnikaPrzejdź do nawigacjiPrzejdź do informacjiPrzejdź do stopki
Transformatorynadprzewodnikowe
11
1.WSTĘP
PrawiecałaenergiaelektrycznawytwarzananaZiemijestprzynajmniejtrzykrotnie
przetwarzanawtransformatorachsystemuelektroenergetycznego.Mimodużejsprawności
energetycznejtransformatorówtracisięwnichponad5%wytworzonejenergiielektrycz-
nej[41].Większośćtychstratpowstajewuzwojeniachwykonanychzmiedzi.Próby
zastosowaniauzwojeńznadprzewodnikówniskotemperaturowych(Nb-Ti)wlatach
siedemdziesiątychorazznadprzewodnikówwysokotemperaturowych(HTS)wlatach
dziewięćdziesiątychXXwieku,nieprzyniosłyoczekiwanychrezultatów.Główną
przyczynątrudnościbyławłóknista(matrycowa)konstrukcjaprzewodównawojowych,
polegającanaumieszczeniucienkichwłókiennadprzewodnikowychwmatrycymiedzianej
lubsrebrnej,pełniącejrolęstabilizatoracieplnegoiwzmocnieniamechanicznego.
Przewodywłóknisteznalazłyzastosowaniewelektromagnesachiinnychurządzeniach
prądustałego,natomiastniesąstosowanewurządzeniachprąduprzemiennegooczęstotli-
wości50Hz.
Opracowanietechnologiiwytwarzanianadprzewodnikowychwysokotempera-
turowychprzewodówwarstwowychwlatach2004-2007ikomercyjniedostępnychod
2008rokuzdecydowanieposzerzyłozastosowanianadprzewodnikówwurządzeniach
silnoprądowychprąduprzemiennego.NadprzewodnikoweprzewodytaśmoweHTS2
generacji(2G)mająwarstwęnadprzewodnikaogrubościokoło1μmiwarstwystabili-
zatorasrebrnegoogrubościokoło1μm,aocałkowitejgrubościtaśmy0,05;0,1mm
decydujepodłożeodużejrezystywnościistabilizatorcieplny.Gęstośćprądukrytycz-
nego,którypłyniewwarstwienadprzewodnikaYBCO,ogrubości1μm,aleobliczona
dlaprzekrojupoprzecznegocałejtaśmy,ogrubości0,05;0,1mm,wynosiśrednio200A/mm
2,
ijesto2rzędywyższaniżdlanawojowychprzewodówmiedzianych.Dużarezystyw-
nośćwarstwpodłożapowoduje,żestratyindukowaneodprzemiennegoprąduwwarstwie
nadprzewodnikasąbardzomałe,awytrzymałośćmechaniczna(dopuszczalnenaprężenia)
jestwyższaniżprzewodówmiedzianych.
Wytrzymałośćprzewodówitaśmpodawanajestnajednostkęprzekrojupo-
przecznego.PonieważpoleprzekrojutaśmHTSjestznaczniemniejszeodprzekroju
przewodówmiedzianychiwynosi0,4;2mm
2,toprzywytrzymałościporównywalnej
lubwiększejodwytrzymałościmiedzi(zwłaszczataśm2G)naprężeniamechaniczne
wuzwojeniachnadprzewodnikowychsąznaczniewiększeniżwmiedzianych.
Wprzypadkutransformatorówzuzwojeniamikonwencjonalnymimamydo
dyspozycjicałytyposzeregmiedzianychprzewodównawojowychostandartowych
średnicach,dobieranychzewzględunawartośćprąduznamionowegotransformatora
orazznanąwytrzymałośćmechaniczną.
Komercyjniedostępnenadprzewodnikowedrutyitaśmynawojowewytwarzane
sązawszedlaokreślonychzastosowań.TaśmynadprzewodnikoweHTSstosowane
obecniedowytwarzaniauzwojeńtransformatorówniesąprzeznaczonedlatransfor-
matorównadprzewodnikowych.Mająoneprzekrójprostokątnyowymiarachmieszczących
sięwgranicach:szerokość:4;12mm,grubość:0,05;0,3mm,natomiastprądzna-
