电阻型超导限流器的限流和恢复特性仿真分析研究

张琦; 项彬; 马舒幸; 邓朴达; 袁仲滨; 耿英三; 刘志远; 王建华

西安交通大学学报 ›› 2026, Vol. 60 ›› Issue (2) : 156 -165.

张琦, 项彬, 马舒幸, 邓朴达, 袁仲滨, 耿英三, 刘志远, 王建华

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摘要

为进一步探索超导限流器的恢复性能，准确判断其恢复状态，对电阻型超导限流器的限流电阻和恢复特性进行了仿真分析研究。基于实验获得的ST-12-L超导带材单位电阻-单位热量(R-Q)拟合曲线，以及超导的电场强度-电流密度指数(E-J)公式，结合液氮相变传热方程，在SIMULINK中建立了电阻型超导限流器的R-Q恢复模型和E-J恢复模型；仿真分析了LC短路电流下ST-12-L超导带材的故障限流和恢复特性；基于LC源和恢复测试回路，搭建了并联超导带材的限流和恢复实验电路，进行了LC短路冲击下的超导带材的失超限流和恢复测试，并将实验结果和仿真结果进行了对比。对比发现：在限流效果仿真中，E-J恢复模型的电流正、负峰值与实验的最大误差分别为3.6%和15%,而R-Q恢复模型的电流正、负峰值与实验值的最大误差分别为2.3%和8.6%,R-Q恢复模型的限流仿真更为准确；在恢复时间仿真中，R-Q恢真模型的恢复时间最大误差仅为0.120 s,误差远小于E-J恢复模型的仿真结果。R-Q恢复仿真模型能有效模拟超导带材的失超和恢复，促进电阻型超导限流器在电力系统中的应用。