新型固态故障电流限制器拓扑及仿真

为降低现有固态故障电流限制器的成本和技术难度,提出了一种新型固态故障电流限制器拓扑结构,主要由晶闸管和限流电抗组成。在系统正常运行时,限流电抗通过晶闸管续流,仅在线路电流峰值附近有短暂的充磁过程,对系统影响很小;在故障发生后,限流电抗可在控制保护系统发出限流指令之前自动接入系统并限制短路电流峰值,且通过闭锁晶闸管触发信号的方式,实现对短路电流稳态值的限制。该方案无需全控型电力电子器件,结构简单,可靠性高。实际系统仿真验证了该方案的有效性,与桥式固态FCL对比分析证明其具有成本上的优势。     

带串联补偿故障限流器的仿真和实验

采用短路电流限制器(FCL)快速限制短路电流是提高系统稳定性和断路器开断能力的有效方法之一。文中研究了一种具有串联补偿作用的FCL模型——由补偿电容和旁路电感并联后与限流电感串联而成。正常情况下，由电容和限流电感对线路进行串联补偿；发生故障时，根据短路电流的大小控制门极可关断晶闸管的导通角，改变投入的限流电抗，达到限流目的。用MATLAB对馈线短路的仿真及采用单片机控制方案的单相实验结果表明，该限流器限流效果良好。     

基于可控串补的故障限流器

研究了一种基于可控串补结构的故障限流器,可对电网进行功率控制并在故障时降低短路电流水平。该故障限流器主要由并联电容、并联电感、反并联晶闸管和与开关并联的串联电感构成。开关用于装置在串补和限流模式间进行切换,装置正常工作时运行于串补模式,故障时迅速切换到限流模式运行,有效限制短路电流。该装置在原有串补装置上改动较少,可为现有设备增加故障限流功能做参考。通过Matlab/Simulink软件对系统进行仿真研究,结果表明此装置能够控制功率并限制短路电流,是电力系统中可靠的保护和控制装置。     

故障电流限制器参数选择的解析法研究

加装故障电流限制器是限制短路电流的实用有效手段。故障电流限制器电抗值选择的传统做法是采用多次试探法,即反复在电网中串联一定规格的电抗器,然后计算原网络中短路电流超标母线的短路电流。本文推导了母线短路电流、故障电流限制器安装支路短路电流与开路阻抗、连接线路阻抗及串联电抗值之间的函数关系解析式,提出了故障电流限制器的参数选择的解析法,例证了方法的可行性。所提方法有助于分析电网短路电流水平对于限流电抗的敏感度,便于选择故障电流限制器的合理装设地点。相对原试探法,该方法大大减少了计算时间,可直接应用于故障电流限制器的参数选择。     

串联补偿型故障电流限制器应用研究

随着电网规模和电力需求的不断增大,控制电网的短路电流水平已成为急需解决的问题。文章提出了一种具有串补功能的故障电流限制器,由电容器、电力电子器件控制的旁路电感、串联电感等组成。该装置在系统正常运行时可调节输电线路等效电抗值,提高系统传输能力;系统故障后,可以快速投入旁路电感限制短路电流。以2017年安徽省电网规划运行数据为基础,研究了故障电流限制器在短路电流超标的变电站中的应用点,搭建了仿真模型,仿真结果表明该装置可有效地抑制短路电流,缓解故障引起的电压暂降问题。     

并联补偿电容对限流器运行影响的仿真研究

当发生短路故障时,限流器通过插入等效限流电抗来限制短路电流。此等效限流电抗主要是感性的,因此与系统中的容性负载作用可能发生谐振,产生不利影响。对感性负荷带并联补偿电容的情况下,新型桥式固态限流器（不带旁路电感和带旁路电感）采用预触发与不采用预触发时的运行工况及是否会产生谐振进行了理论分析与比较,并通过系统仿真对分析结果进行了验证。     

并联补偿电容对限流器运行影响的仿真研究

当发生短路故障时,限流器通过插入等效限流电抗来限制短路电流.此等效限流电抗主要是感性的,因此与系统中的容性负载作用可能发生谐振,产生不利影响.对感性负荷带并联补偿电容的情况下,新型桥式固态限流器(不带旁路电感和带旁路电感)采用预触发与不采用预触发时的运行工况及是否会产生谐振进行了理论分析与比较,并通过系统仿真对分析结果进行了验证.     

基于新型铁心控制的配电系统串联补偿故障限流装置的仿真分析

为动态调整配电网电压,并在故障时降低短路电流水平,分析了基于铁心控制的串联补偿限流装置。该装置由固定电容、旁路断路器、氧化锌限压电阻、直流励磁铁心磁控电抗器构成。正常运行时,装置工作于串联补偿状态;故障时,迅速切换到限流模式运行,有效限制短路电流。该装置由传统晶闸管控制的串补设备改进而来,具有输出谐波小、控制简单的特性。通过Jmag和Matlab/Simulink软件对系统进行了仿真分析,仿真结果验证了该装置设计方案的可行性。     

新型桥式超导故障限流器的仿真研究

普通桥式超导故障限流器(Superconducting Fault Current Limter,SFCL)只能限制故障短路电流的峰值.不能限制短路电流的稳态值.应用电力电子技术对桥式超导限流器的结构进行改进,能在保持原有桥式限流器优点的基础上,有效限制短路电流的稳态值.针对一种新型桥式SFCL,在分析其限流过程的基础上,利用PSCAD仿真系统分析发生三相短路故障时的限流情况,并对影响其限流效果的限流电阻、超导电感及电阻投切装置的响应时间3个主要参数进行了进一步的讨论.结果表明,该限流器在配电网中不仅能有效地限制短路故障电流,抑制母线电压跌落,而且不用更换现有的开关设备,具有较大的经济效益.     

动态调压兼故障限流装置技术方案及功能特性

为了优化配电系统的电压特性及功率因数,降低短路电流水平,提升系统运行的安全性、经济性,采用快速机械开关与晶闸管阀协调控制输出电抗的方法,构建动态调压兼故障限流装置的电路方案,将分级调节结合柔性调节的方法引入到一体化多目标控制策略中,实现母线电压调节、功率因数优化及故障电流限制等功能。在PSCAD-EMTDC环境下搭建了测试系统、动态调压兼故障限流装置及其控制策略的仿真模型,仿真分析了在配电网多种运行场景下装置的输出特性。结果表明装置实现了预定的设计功能,响应准确、快速。     

应用于谐振型限流器的双分裂铁心电抗器研究

为了降低串联谐振型限流器中流过晶闸管短路电流的幅值和上升率,提高电容器旁路电路的可靠性,提出一种双柱双分裂铁心电抗器,将晶闸管串接在双分裂电抗器的一个支路,然后再与补偿电容器并联。系统正常运行时,双分裂电抗器表现为大电感,流过的电流很小;在电网线路发生短路故障时,晶闸管导通,双分裂电抗器表现为小电感,快速转移流过补偿电容器的短路电流,谐振状态破坏从而实现限流功能。设计并制作了一台应用于400 V串联谐振型限流器的双柱双分裂铁心电抗器样机,基于三维棱边有限元法对电抗器磁场分布和电感参数进行了计算。电抗器以单支路小电流模式运行时,电感为192 m H;以双支路大电流运行模式时,电感为151μH。通过短路电流冲击测试发现,双分裂电抗器可实现电流快速转移且两支路电流均匀分配,电感测试值与仿真值吻合较好。为了降低晶闸管的冲击电流,提出一种在保持单支路运行电感恒定的前提下调整双支路运行电感的方法,仿真结果证明了该方法的有效性。     

桥式固态限流器在舰船电网中的应用研究

随着舰船配电网络容量的不断增大,短路电流限制技术已成为故障保护的一个研究热点.结合电力电子技术的应用,分析了一种新颖的桥式固态限流器拓扑.介绍了桥式限流器的基本工作原理,阐明了它对电力系统的正常运行无明显影响,而在短路故障发生时可以几乎无时延地自动插入一个阻抗以限制短路电流值,并能迅速切除故障回路,而且在断开短路电流时不会引起附加的振荡和过电压.仿真和实验结果证明了该理论分析的正确性.     

一种新型固态短路限流器拓扑及其控制策略

介绍一种适用于中高压电网的新型固态短路故障限流器,正常工作时对线路几乎无影响;当故障发生时,旁路交流电抗器立即自动插入故障回路进行限流,检测到故障后将故障相桥路进行逆变,直流电抗器中的能量回馈电网,桥路尽快退出故障线路的运行,随后故障电流完全由旁路交流电抗器限制。新型限流器的固态器件和直流电抗参数不受电网允许的短路电流水平约束,所以可进行灵活优化设计。理论分析和单相固态限流器在三相系统中的仿真结果表明,整个单相桥路相当于过零点断开的开关,限流器不会引起附加振荡和过电压,控制方法简单,新型固态限流器具有良好特性,在电力系统中有深入研究和开发的意义。     

具有旁路电感的新型固态故障限流器的研究

提出一种适用于高压电网的具有旁路电感的新型固态故障限流器，分析了新型固态故障限流器的工作机理，给出了在各种短路故障情况下的控制策略，并对其进行仿真研究。理论分析和仿真结果及试验表明，系统正常运行时，限流器对电力系统没有明显的影响；故障一旦发生，立刻控制桥路，尽快关闭桥路使桥路退出故障回路的运行，同时旁路电感立刻插入线路进行限流，不会引起附加振荡和过电压，控制方法简单，新型固态限流器具有良好特性，是电力系统中有前途的保护设备。     

基于IGCT的三相接地系统故障限流器及其控制策略

提出将带旁路电感的三相接地系统桥式短路故障限流器中的半控开关器件用大功率自关断器件IGCT(integrated gate commutated thyristor)代替,从而将变流桥路的失控时间由半个周期缩短至检测电路的延时时间以内,可显著减小直流电抗器的电感量,将占限流器体积、重量、成本主要部分的直流电抗器缩小到原来的1／9．6。分单相短路、两相短路、三相短路3种情况对基于IGCT的短路故障限流器及其控制策略进行了仿真研究,仿真结果证明了所提出的故障限流器及其控制策略的有效性和实用性。     

桥式固态短路限流器在电网中的应用研究

随着电网容量的不断扩大,短路电流的限制技术已成为故障保护的一个研究热点。文中结合电力电子技术的应用,介绍了一种新颖的桥式固态限流器拓扑。介绍了桥式限流器的基本工作原理,阐明了它对电力系统的正常运行无明显影响,而在短路故障发生时可以几乎无时延地自动插入一个阻抗以限制短路电流值,而且在断开短路电流时不会引起附加的振荡和过电压。利用桥式电路的特点,该限流器还能实现无电流冲击的软自动重合闸。仿真和实验结果证明了文中理论分析的正确性。     

基于自关断器件的三相不接地系统短路限流器及其实验研究

为了减小桥式短路故障限流器的体积、重量和成本,提出一种基于自关断器件的三相不接地系统桥式短路故障限流器,详细研究了限流器的拓扑结构和控制策略,根据不接地系统的短路故障模式和工作特点,提出一种基于自关断器件的半控桥式结构限流器,能够降低主电路成本,简化控制方法和控制电路设计,提高系统的可靠性.对所提限流器进行了详细的仿真和实验研究,结果证明了所提故障限流器及其控制策略的有效性和实用性.     

三相不接地系统短路故障限流器的研究

介绍了一种适用于三相不接地系统的短路故障限流器。给出了其主电路拓扑结构 ,针对不接地系统可能出现的两相短路和三相短路故障 ,分析了限流电路的工作机理和控制策略 ,并用电力电子专用仿真软件 PSIM对其进行了仿真验证。理论分析和仿真结果证明 ,这种限流器具有对电力系统的正常运行无明显影响 ,在短路故障发生时无延时自动插入限流 ,断开故障电流时不会引起附加振荡和过电压 ,控制方法灵活 ,可实现无电流冲击的软自动重合闸等显著优点。