0.5MJ高温超导储能磁体设计分析与研究

低温物理学报 , 2016, 38(2): 95-101.

0.5MJ高温超导储能磁体设计分析与研究

张浩 ^1, , 郑金星 ^2, , 丁开忠 ^3, , 诸嘉慧 ^4, , 丘明 ^5,

1.中国科学技术大学核科学技术学院,合肥,230027

2.中国科学院等离子体研究所,合肥,230031

3.中国科学院等离子体研究所,合肥,230031

4.中国电力科学研究院,北京,100085

5.中国电力科学研究院,北京,100085

关键词：高温超导 , 磁场分析 , 超导储能磁体 , 结构分析

DESIGN AND RESEARCHOF 0.5MJ HTS-SMES MAGNET

Keywords： HTS tapes , SMES system , Electromagnetic analysis , Structural analysis

高温超导储能磁体(HTS-SMES)是电力系统中的重要应用.文中设计了一种0.5MJ级SMES装置,采用YBCO高温超导带材绕制为14组线圈饼,每组线圈饼由四个单饼线圈组成,设计工作温度为20K,工作电流100A.SMES装置在运行时,中心磁场接近3T,保证高磁场下YBCO带材的临界电流是SMES装置正常运行的必要条件.文中通过有限元的方法分析了运行工况下SMES装置的漏磁场,线圈内磁感应强度的分布,在该磁场条件下带材性能满足运行条件.通过电磁,结构耦合计算与冷却过程的应力分析,得到了线圈上的米塞斯应力与形变,满足储能磁体运行的条件,可以为SMES装置的设计和运行提供参考.

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