单螺管型高温超导储能磁体的漏磁场分析与同轴式主动屏蔽研究

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2、文中特别加标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰帅【巧通大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者鑑名；签字日期：多ａＴ年／月；心日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州巧通大学可レッ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编臥供查阅巧借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交

3、论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名；导师签名；＂年签字日期：灰ｉＪｆ＾月日签字日期；年＾月／Ｖ日硕士学位论文单螺管型高温超导储能磁体的漏磁场分析与同轴式主动屏蔽研究AnalysisandCoaxialActiveShieldingonLeakageMagneticFieldofSingleSolenoidHTS-SMESMagnet作者姓名：杨徉学科、专业：电力系统及其自动化学号：0212396指导教师：罗映红教授完成日期：2015年4月18日兰州交通大学LanzhouJiaotongUni

4、versity兰州交通大学硕士学位论文摘要随着当今电力系统的不断发展，电网逐渐走向多元化与复杂化，用户不断增多，电力系统的稳定性不容忽视。将超导磁储能系统接入电力系统中，能够从根本上改变电力系统的致稳方式、调整供电格局、有机地调度和分配电能，从而提高电能的利用率，减少电能损耗。超导储能磁体是超导磁储能系统中的重要组成部分，承担着接收、储存和快速分配电磁能量的工作。超导磁体的储能量根据使用要求不断增大，与此同时，磁体运行过程中产生的漏磁场也在不断增大。过大的漏磁场会对磁体周围的仪器设备和生物造成影响，轻则影响设备正常运行和工作人员的身体健康，重则对设备造

5、成损坏，对人员的生命安全造成威胁。所以，对一定储能量以上的超导储能磁体的漏磁场进行屏蔽十分必要。本文首先对超导磁储能系统以及超导储能磁体的发展历程做了简要的介绍，对二者的优势与目前的研究现状进行了分析和说明。其次，详细地阐述了超导储能磁体磁场的计算方法，对比了使用解析法和数值法计算磁场的优缺点，确定了使用有限元法计算磁体周围漏磁场的可行性和准确性，阐述了使用有限元分析软件ANSYS对磁体进行建模并计算漏磁场的过程和步骤。再次，利用ANSYS建立了储能量为2.5MJ的单螺管型超导储能磁体模型并进行了仿真分析，对单螺管型储能磁体进行了同轴式主动屏蔽的研究。

6、设计了6种不同结构参数的单圈嵌套式屏蔽，对其自感、互感系数以及电流密度进行了计算。在此基础上，以节省超导带材为目的，又设计了3种不同参数的双圈分裂式嵌套屏蔽结构。对这些不同的屏蔽方案进行了ANSYS仿真研究，绘制出各方案磁体周围的磁力线和磁感应强度分布图。最后，分析和对比了所有屏蔽方案的屏蔽效果，包括屏蔽后磁体径向2m处的磁感应强度和屏蔽磁体的超导带材用量。给出了针对不同环境和不同屏蔽要求的情况下屏蔽方案的选择。关键词：高温超导储能磁体；漏磁场；同轴式主动屏蔽论文类型：应用基础研究-I-单螺管型高温超导储能磁体的漏磁场分析与同轴式主动屏蔽研究Abstr

7、actDuringthecontinuousdevelopmentofcurrentelectricpowersystem,thepowergridbecomesmorepolybasicandcomplex.Withtheincreasingofpowerusers,thestabilityofelectricpowersystemisessential.Byjoiningupthesuperconductingmagneticenergystorage,thestabilizationmodeandpowersupplystructureofele

8、ctricpowersystemcanradicallybechanged.Atthesame