基于MgB2的新型电阻型超导故障限流器的研制和性能分析

超导故障限流器对限制短路电流和短路容量具有重要的研究意义。文中基于MgB2的特性,采用先变形后退火的方法,并利用特制高温玻璃纤维进行绝缘,在退火处理后再通过环氧树脂胶黏剂固化,研制了一台小体积电阻型超导故障限流器样机。同时通过液氦和氦气冷却,对其性能进行测试;通过建立电阻型超导故障限流器的一维热传导模型和电路方程,对其动作特性进行仿真。测试和仿真结果表明该样机限流效果明显,限流百分比可达44%以上,然而限流器的失超长度、超导线材温度和失超电阻随着时间呈非线性变化且限流器的线材并未全部失超。失超恢复时间约为1.5s,可通过交替连接方式满足重合闸需求。最后针对10kV电力系统,提出了MgB2的小体积电阻型超导故障限流器工程设计原理,并分析了其在工程应用中的可行性。     

SFCL接入电网对接地短路阻抗继电器接线的影响

以电阻型超导故障限流器接入电网为研究对象,着重分析了接入超导故障限流器给原线路距离保护接地短路阻抗继电器接线方式带来的影响,并提出一种新的接线方式.采用基于PSCAD/EMTDC软件搭建仿真模型,通过设置线路在不同位置处发生单相接地短路故障,仿真在新的接线方式下,超导故障限流器与距离保护装置的配合使用效果.仿真分析结果表明:在新的阻抗继电器接线方式下,继电器能够正确反映故障点到保护安装处的距离,测量阻抗误差大幅降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用.     

超导故障限流器接入电网后单相接地短路距离保护整定的改进措施

当电力系统发生单相接地短路时,超导故障限流器的接入会对其继电保护尤其是距离保护产生很大影响,以电阻型超导故障限流器接入电网为例,首先分析系统发生单相接地短路时限流器的接入对接地距离保护的影响,然后提出一种新的距离保护整定方法,最后采用PSCAD/EMTDC软件搭建模型仿真分析,结果表明在新的整定方式下,测量阻抗误差大大降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用。     

Application analysis of a superconducting fault current limiter-magnetic energy storage system for the wind farm

风力发电所面临的两大重要问题是低电压穿越能力弱和功率输出不稳定。为了同时解决这两个问题,我们提出了超导限流-储能系统,并进行了单机系统的仿真研究,证实了该方案的有效性。然而对于风电场的应用,目前尚无研究。本文将超导限流-储能系统的应用扩展到风电场,分析了其提高低电压穿越能力和稳定有功功率输出的机理,并进行了仿真研究。从仿真结果来看,超导限流-储能系统能够同时提高风电场所有风机的低电压穿越能力,并能有效地平滑整个风电场的有功输出功率。考虑不同风机的互补效应,将该系统应用于风力发电场与直接应用于单台风机相比,其储能量和功率输出的要求可以大大降低,从而可以有效地减少系统总成本,因而具有更好的应用前景。     

一种新型桥式高温超导限流器的研究

围绕新型高温超导限流器(HighTemperatureSFCL)试验样机工程化,提出该限流器的改进拓扑方案———串电阻桥式高温超导限流器,分析其限流工作过程,并提出了优化设计目标。制作了220V/60A的试验装置,为10·5kV/1·5kA高温超导限流器的配电系统并网试验运行提供了理论和技术支持。     

电源密集型大级差电网短路电流超标综合治理方案

针对新疆电网网架延伸及大量电源的投运,母线短路电流不断增大,部分区域甚至超过额定断开电流的问题,提出适应新疆地区的短路电流限制措施.文章分析新疆电网网架结构,在此基础上,讨论新疆大级差电源密集型电网造成的区域短路电流较大的问题,从优化电网运行方式、加装变压器中性点小电抗和新型限流设备的应用等方面对限流措施展开分析,提出...     

超导限流器引入配电系统后的短路行为仿真

借助EMTP对10 kV配电系统中引入超导限流器的短路行为进行了仿真。给出了超导限流器的数学模型,着重分析了超导限流器限流电阻和故障检测时间对短路电流峰值、非故障线电压、超导限流器上的电压的影响。仿真结果表明, 增大限流电阻可以显著降低短路电流的峰值,并有利于维持非故障线的电压,但限流器上的电压也会增加。故障检测时间是影响超导限流器性能的关键参数,快速故障检测对提高超导限流器的性能、降低开关开断后的恢复电压非常有利。     

Mechanical and electrical properties of In-Bi solder at Bi2212 superconductor interface with annealed Ag spray layers and Ag precoating layers

The electrical properties of solder contact layers between Cu-Ni shunt metal and tube type Bi₂₂₁₂ superconductor that is applied in superconducting fault current limiter were studied. The contact properties of the solders are improved not only by Ag precoating layers, but also by the pre-sprayed Ag layer and subsequent Ag precoating layers. The annealed Ag sprayed layers onto Bi₂₂₁₂ superconductor prior to Ag electroplating work as protecting layers for the superconductor from plating solutions. The contact angle of the electroplated Ag layer is 42.91° and decreases to 15.25° and 5.88° with Ag sprayed layer and additional Ag electroplated layers. The Ag sprayed layer with suitable annealing prior to Ag electroplating improves contact strength of the Ag electroplated layer by about 12% due to denser microstructure of the Ag electroplated layers.     

不同结构超导故障限流器在电力系统中的应用研究

对不同结构的超导故障限流器(SFCL)在实用化过程中所面临的一些技术关键问题,如动作电流整定、参数选择、失超恢复问题及对继电保护的影响,进行了比较研究。研究表明,高温超导带材制造桥路型SFCL因具有费用低、性能好、可控性强等优点,应成为SFCL工程实践的首选方案。     

Studies on the active SISFCL and its impacton the distance protection of the EHVtransmission line

The active saturated iron-core superconductive fault current limiter (SISFCL) is a good choice to decrease fault current. This paper introduced the principles and impedance characteristic of the active SISFCL. Then, it shows the current-limiting effects of the SISFCL. Besides, the impact of the active SISFCL on the distance protection of the EHV transmission line is evaluated. Based on that, the coordination scheme of the distance protections is proposed. A 500 kV double-circuit transmission system with SISFCLs is simulated by Electro-Magnetic Transients Program including DC (EMTDC). Simulation tests demonstrate the correctness and validity of theoretical analyses.