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。     

桥式超导故障限流器的数字仿真研究

桥式超导故障限流器,它由超导磁体、二极管桥路和直流偏压源组成。超导故障限流器与常规限流电抗器不同之处是:将其接入电网,当电力系统正常运行时,超导体电阻几乎为零,对电力系统运行无影响;当电网发生短路故障时,超导线圈可以无时延地被自动串入线路,从而限制了短路故障电流,使得轻型断路器可以正常动作。通过PSCAD软件对超导故障限流器的运行特性进行仿真分析,证明超导故障限流器在电力系统中应用的意义与前景。     

改进桥路型高温超导故障限流器的实验研究

由于基本桥路型超导限流器对短路电流稳态值限流效果较小,本文提出了一种改进桥路型高温超导故障限流器。正常工作情况下,限流器四个桥臂上的二极管均导通,对系统无影响;系统发生短路故障后的前100μs内,该限流器像基本桥路型限流器一样立即限制短路电流峰值,其后利用固态开关的切换,将二极管和偏压电源从限流器中退出运行,超导线圈的电感能限制故障电流峰值和稳态值,利用限流电阻与超导线圈串联限流,进一步提高其限流能力,从而使装置能有效地限制短路电流稳态值。实验表明,该限流器具有很好的限流和重合闸能力,能显著减少暂态及稳态的故障电流,有效提高系统动态稳定性和电网电能质量。     

桥式超导故障限流器的数字仿真研究

桥式超导故障限流器,它由超导磁体、二极管桥路和直流偏压源组成.超导故障限流器与常规限流电抗器不同之处是:将其接入电网,当电力系统正常运行时,超导体电阻几乎为零,对电力系统运行无影响;当电网发生短路故障时,超导线圈可以无时延地被自动串入线路,从而限制了短路故障电流,使得轻型断路器可以正常动作.通过PSCAD软件对超导故障限流器的运行特性进行仿真分析,证明超导故障限流器在电力系统中应用的意义与前景.     

新型饱和铁心高温超导限流器的实验研究

饱和铁心型超导限流器的直流超导绕组中的直流影响短路故障电流的限流效果,研究发现,饱和铁心型超导限流器直流超导绕组中的直流还可以抑制谐波,并减少正常情况交流电流的波形畸变率。该文提出了一种新型饱和铁心高温超导限流器。新型饱和铁心高温超导限流器在正常工作情况下,两个固态开关SSTS处于闭合状态,直流超导绕组中的直流使饱和铁心型超导限流器处于饱和状态,限流器不会出现限流现象。在短路故障情况下,两个SSTS快速动作,断开限流器直流超导绕组中的直流,提高限流能力,同时使限流电阻快速串入超导限流器的交流回路限流,进一步提高限流效果。研究了该新型限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。通过仿真和和实验研究发现,新型限流器的限流效果非常明显,并能实现线路重合闸,电网的稳态和暂态短路电流显著减少,电网电能质量和动态稳定性得到有效提高。     

三相偏磁桥路型限流器控制系统研制

设计的三相限流器控制系统由3个单相偏磁桥路型限流器、3个限流电抗器、励磁电源系统及电网运行状态监测系统组成,采用以2个数字信号处理器(DSP)为核心处理器的控制器,一个主要负责为偏磁桥路型限流器提供励磁电流;另一个主要负责监测电网电流、电压,实时采集电流、电压数据,当发生短路故障时及时作出判断,并通过CAN总线将控制参数发送给励磁控制器.分析了系统的工作原理,给出了三相控制系统的硬件、软件设计方案,并为控制系统的偏磁桥路型限流器设计了可以克服偶倍频反电势的基于DSP和现场可编程门阵列(FPGA)的数字励磁控制器.在所研制的380V/150A、最大故障限流1000A的偏磁桥路型限流器试验样机上进行了各种短路试验,试验结果表明所设计的控制系统软、硬件方案可行有效.     

桥式超导故障限流器的短路试验研究

电力系统传统的限制短路电流的方式是加装限流电抗器,但它在系统正常运行时有电压降和能耗。中科院电工所在国家超导中心的支持下,研制了２２０Ｖ／２５Ａ桥式超导故障限流器,它由ＮｂＴｉ超导磁体、二极管桥路和直流偏压源组成。将其接入电网,当电力系统正常运行时,超导体电阻几乎为零,对电力系统运行无影响;当电网发生短路,超导线圈被自动串入线路,从而限制了短路电流。在４．２Ｋ温度下进行短路试验,短路电流缩减率达４     

三相接地系统短路故障限流器及其控制策略

介绍一种适用于高压电网的三相接地系统桥式固态短路故障限流器的拓扑结构，分析了在各种可能的短路故障情况下限流电路的工作机理，给出了针对各种短路情况的控制策略，并用电力电子专用仿真软件PSIM对其进行仿真验证。理论分析和仿真结果证明，该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电抗器，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。     

电力系统短路限流技术的应用现状及发展

短路电流限制技术是电力系统故障保护的一个研究热点。介绍了短路限流技术的应用现状,论述了故障电流限制器（fault current limiter,FCL）的应用要求、优点和实现方案,并对限流器在电网中实际应用需要考虑的一些问题进行了讨论,认为固态限流器作为一种新型限流技术具有广泛的应用前景。     

不同接入方式下限流电抗器参数计算方法研究

为了限制短路电流水平,电力系统中多采用线路中串联限流电抗器的方法来限制短路电流,限流电抗的参数直接影响到短路电流水平。通过计算系统需要接入的电抗值,选择合适的电抗器参数,可以使短路电流保持在供电系统能够接受的范围。针对电力系统中限流电抗器的两种不同接入方式,对包含限流电抗器的配电网短路过程进行分析,根据不同接入方式下系统短路暂态过程中电流变化规律,结合故障时系统能够承受的最大电流水平,计算出限流电抗器需要提供的阻抗值,推导出限流电抗器参数阻抗值选择计算方法。结果表明在不同接入方式下,所需接入的电抗值不同,经故障限流器接入时,电抗器接入系统时间滞后于短路发生时间,因此为了获得相同的限流效果,需要选择阻抗值更高的限流电抗器。     

固态限流器对双端电源系统正常运行的影响

详细分析了新型固态限流器对单机-无穷大系统启动暂态过程和稳态运行的影响,得出以下结论：启动过程中限流器直流电感的充磁使线路电流上升减慢;耦合变压器漏抗和桥路损耗等影响发电机功角和励磁电压;直流限流电感（电抗）与单机一无穷大系统联线阻抗之比越小,其启动充磁对系统的影响越小;耦合变压器漏抗越低,对系统稳态运行影响越小。分析和仿真均验证了直流电感按限流要求设计时,固态限流器对系统的运行没有明显影响,若采用低漏抗耦合变压器或带旁路电感则可进一步降低这种影响。     

新型桥式固态故障电流限制器

文中提出了一种新型桥式固态故障电流限制器,该装置由二极管、晶闸管和限流电抗等组成。在系统正常运行时,新型故障电流限制器运行于整流桥模式,对系统影响很小;在故障发生时,限流电抗能自动无延迟地限制短路电流第1个峰值,且通过对晶闸管的控制,实现装置由整流桥模式进入限流模式,限制短路电流稳态值。该方案无需另设旁路限流电抗,也无需全控型器件,结构简单,可靠性高。文中提出了该方案的控制策略,并通过实际系统仿真分析及与现有桥式故障电流限制器对比,证明了该方案的可行性和技术优势。     

新型固态故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响

基于固态限流器在电力系统中应用的研究,以一个简化的单机对无穷大系统发生三相对称短路为例,从系统暂态稳定的角度,分别详细分析了电抗型与电阻型两种新型固态限流器的行为特性,验证了固态限流器对于提高系统暂态稳定性的显著作用,归纳出电抗型限流器与电阻型限流器作用于系统暂态稳定特性的特点与差异。     

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.     

固态限流器抑制轴系扭振的研究

电力系统故障会引起汽轮发电机组轴系的扭振,本文分析了在发生三相接地和单相接地故障情况下,固态限流器对提高发电机暂态稳定性和轴系扭振的影响.通过Matlab仿真计算电磁转矩、汽轮机轴系扭振和机端电压的变化,仿真结果表明固态限流器除了具有良好的限流功能外还能够提高电机暂态稳定性和抑制轴系扭振.     

安装固态短路限流器后距离保护整定的改进方法

故障限流器在电力系统中应用时将对继电保护尤其是距离保护产生一定的影响。以带旁路电感变压器耦合三相桥式固态限流器为例,详细分析了其对距离保护产生的影响,提出了一种应用于装设固态限流器线路的距离保护整定新方法,并通过仿真验证了所提出的方法可以有效消除限流器对距离保护的不利影响。     

具有可控串联补偿的新型故障限流器的研究

提出一种新型的具有动态串联补偿功能的故障电流限流器,由一个固定电容器、开关控制的电容器组与旁路电感并联后再和限流电感串联而成,较以往限流器的优势在于串联补偿功能上的改进.正常时,通过投切不同的电容器组,按步长的方式来控制调整线路的补偿度;故障时,则通过和旁路电感相串联的可关断晶闸管(GTO)来控制其限流程度.在详细分析其工作原理的基础上,用MATLAB程序进行了数字仿真,结果表明,此装置性能良好,可作为电力系统中一种有效的保护设备.     

基于自关断器件的新型桥式短路限流器拓扑与控制策略

提出一种基于自关断开关器件的新型桥式短路故障限流器。该种单相(三相)限流器由1个整流桥、1个直流电感和1个(3个)旁路电感组成。直流电感用来限制故障初期的短路电流上升速度,其电感根据控制电路的响应速度和系统电压、电流额定值,以体积、成本最小为目标进行设计。旁路电感用来将短路电流限制到继电保护要求的数值上,其电感量根据系统电压和继电保护要求的短路电流设计。短路限流期间的电源电流仍为正弦量,因而不会对阻抗继电器、传统的电压电流互感器和总的继电保护方案产生不良影响。新型限流器的主电路得到了简化,控制电路和控制方法非常简单,动态性能得以提高。文中详细论述了用于三相系统的限流器的主电路拓扑结构、控制策略、参数设计与优化方法等。仿真和实验结果证明了所提新型限流器的有效性和实用性。     

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。