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.     

超导故障限流器在电力系统中的应用研究

超导故障限流器与常规限流电抗器不同的是：它不但可以限制短路电流,使得轻型断路器可以正常动作,而且在电网正常运行时不呈现任何阻抗和电压降。首先对超导故障限流器的原理,分类及主要运行参数进行了讨论。通过ＥＭＴＰ９６对超导故障限流器的运行特性进行了仿真,证明超导故障限流器可以在电力系统中的应用。     

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     

超导故障限流器

电力系统的高速发展导致了短路电流水平急剧增大，短路电流的增加严重影响了电网的安全运行。超导故障限流器集检测，触发和限流于一身，可快速有效地限制短路电流，突破电网安全瓶颈，有效解决困扰电力系统发展的短路电流问题。文中介绍各种超导故障限流器的基本工作原理、国内外发展概况及其应用情况。     

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。     

500 kV超导限流器在广东电网应用选点研究

随着电力需求的不断发展,广东电网短路电流水平迅速提高。超导限流器对电力系统的正常运行无影响,一旦发生故障能够立即投入限制短路电流,达到对短路电流的抑制。以2015年作为研究水平年,以广东规划电网为研究对象,对广东500 kV电网短路电流水平进行计算分析。综合考虑超导限流器安装对短路电流的抑制效果、对电网发展的适应性及对电网运行的影响等方面来进行其在广东电网应用选点方案的研究,推荐西江站、东纵站及深圳站考虑作为加装超导限流器的站点,有力降低广东电网短路电流水平,促进广东电网发展。     

基于磁通补偿的故障电流限制器

介绍了一种新型的基于磁通补偿的故障电流限制器的工作原理。在电力系统正常运行时，变压器主磁通被补偿的0，故障限流器呈现很小的变压器漏阻抗压降很小，对电力系统运行无影响，当电网发生短路故障时，故障限流器事现大的变压器励磁阻抗以限制短路电流。     

基于空心超导变压器的可控阻抗型限流器试验

可控阻抗型超导限流器是一种新型的故障限流器,它由空心超导变压器和脉宽调制（PWM）变流器组成。系统正常运行时,变流器的输出电流与系统电流满足一定关系,使得超导变压器一次侧两端电压被补偿为0,限流器对系统无影响。当发生短路故障时,通过控制变流器输出电流的幅度和相位来调节限流器等效接入系统的阻抗,进而实现限流目的。为检验该限流器的有效性及空心超导变压器的可行性,进行了小型样机的试验研究。试验结果与理论分析相符,这对下一步开展可控阻抗型超导限流器在实际电力系统中的应用有重要指导意义。     

超导故障限流器的电力应用研究进展

从限制电力系统短路电流出发,介绍了一种全新的超导限流技术,分析 了超导故障限流器的限流原理和特性,详细介绍了6种类型的超导故障限流器结构及其工作 原理,并阐述国内外各种超导故障限流器的研究现状和前景。     

超导故障限流器对继电保护的影响

超导故障限流器可以在限流的同时实现控制非故障线路电压跌落的目的。分析了超导故障限流器的动作会不会影响系统中原有继电保护装置的正常运行,以及如何与保护装置配合动作2个问题。对超导故障限流器会不会使原有系统的电压电流波形产生畸变作出了分析。为了验证分析的正确性,使用电力系统仿真软件PSCAD对其进行仿真,得出一些有益的结论。     

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。     

超导储能和超导限流器在电力系统应用中的比较

介绍了超导储能和超导限流器的发展现状和研究进程。针对它们在电力系统的应用情况,从稳定效果和控制方法方面比较了两者的优劣。超导储能和超导限流器都能有效地抑制电力系统功率振荡,其中,超导储能系统的控制复杂程度要高于超导限流器,但超导储能系统对电力系统的稳定效果要优于故障限流器。     

饱和铁心型超导限流器对电力系统保护的影响

作为超导技术最典型的应用方案超导限流器（SFCL）能改善短路电流随系统规模扩大而快速增长的严峻情况,保障电网的稳定以及电气设备的安全,但同时对继电保护装置的正常运行也带来了影响。本文首先简要介绍了饱和铁心型超导限流器的结构和工作原理,之后详细分析了在电力系统中加装SFCL后对电流保护、距离保护、零序电流保护和纵联差动保护造成的影响,并在此基础上提出修改保护的整定值以及提高对SFCL的设计要求等解决办法以消除其对上述保护的影响,为SFCL在电力系统中的实际应用提供了参考。     

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。     

超导故障限流器的电力应用研究进展

从限制电力系统短路电流出发,介绍了一种全新的超导限流技术,分析了超导故障限流器的限流原理和特性详细介绍了６种类型的超导故障限流器结构及其工作原理,并阐述了国内外各种超导故障限流器的研究现状和前景。     

Study of Superconductor Recovery Time Characteristics and High‐Speed Reclosing of Electromagnetic Repulsion Switch

Using a high‐temperature superconductor, we constructed and tested a model superconducting fault current limiter (SFCL). The superconductor and a vacuum interrupter serving as the commutation switch were connected in parallel using a bypass coil. When the fault current flows in this equipment, the superconductor is quenched and the current is then transferred to the parallel coil due to the voltage drop in the superconductor. This large current in the parallel coil actuates the magnetic repulsion mechanism of the vacuum interrupter and the current in the superconductor is interrupted. Using this equipment, the current flow time in the superconductor can easily be minimized. On the other hand, the fault current is also easily limited by the large reactance of the parallel coil. This system has many advantages. Thus, we introduced an electromagnetic repulsion switch. High‐speed reclosing after interrupting the fault current in the electrical power system is essential. Thus, the SFCL should recover to the superconducting state before high‐speed reclosing. But the superconductor generates heat at the time of quenching, and it takes time to recover to the superconducting state. Therefore, the recovery time is an issue. In this paper, we study the superconductor recovery time. We also propose an electromagnetic repulsion switch with a reclosing system. © 2011 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 175(3): 12–19, 2011; Published online in Wiley Online Library ( wileyonlinelibrary.com ). DOI 10.1002/eej.21072     

高温超导直流限流器的研究与应用综述

实现快速有效的故障限流是直流系统控制保护的关键技术之一,利用超导特性研制的超导直流限流器具有理想的限流性能,近年来得到广泛研究和持续发展.以超导模块呈现的限流效果为依据,归纳了现有高温超导直流限流器的主要类别和工作原理,阐述了超导材料对超导限流器限流性能和适用性的影响,梳理了超导限流器在直流系统中的接入方案,并结合超导直流限流器、换流器和直流断路器的配合关系,提炼了直流系统对配置超导直流限流器的性能要求,总结了超导直流限流器的演变规律,并指出其未来的应用趋势.     

Operation of superconducting fault current limiter using vacuum interrupter driven by electromagnetic repulsion force for commutating switch

Using conventional high‐temperature superconducting wire, a model superconducting fault current limiter (SFCL) is made and tested. Solenoid coil using Bi2223 silver sheath wire is so made that inductance is as small as possible and a vacuum interrupter is connected in series to it. A conventional reactor coil is connected in parallel. When the fault current flows in this equipment, superconducting wire is quenched and current is transferred into the parallel coil because of voltage drop of superconducting wire. This large current in parallel coil actuates magnetic repulsion mechanism of vacuum interrupter. Due to opening of vacuum interrupter, the current in superconducting wire is broken. By using this equipment, current flow time in superconducting wire can be easily minimized. On the other hand, the fault current is also easily limited by large reactance of parallel coil. © 2008 Wiley Periodicals, Inc. Electr Eng Jpn, 164(1): 52–61, 2008; Published online in Wiley InterScience ( www.interscience.wiley.com ). DOI 10.1002/eej.20315     

偏流切换桥路型高温超导故障限流器的实验研究

研究了应用于三相电力系统中偏流切换桥路型高温超导故障限流器实验室样机。正常工作情况,在电桥上引入直流偏置电流,不出现限流;短路故障情况,整流桥中的直流偏流影响限流效果,将直流偏置电压源切换到限流电阻,使故障电流限制到预定的范围。研究了该限流器的工作原理,分析限流参数的变化对其限流特性的影响。实验和仿真表明,该限流器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,有效提高系统的动态稳定性和电网的电能质量。     

直流SMC铁心高温超导故障限流器的研究

分析了直流电力系统保护的发展现状,设计了一种铁心型高温超导故障限流器。为了尽量延长限流的时间,限流器的铁心采用软磁复合材料(SMC)。限流器在系统正常工作时对电力系统影响很小,当短路故障发生时,它会很快表现为大阻抗以限制短路电流。基于磁场有限元与电路耦合的计算方法,首先对限流线圈在短路过程中的非线性电感进行精确计算,然后结合计算结果,在电路仿真程序中计算短路电流。通过对比SMC与硅钢铁心材料限流器的限流情况,可以看出SMC铁心限流器对于直流电力系统短路故障的限流效果更好。在短路故障发生后8 ms时,该限流器能将短路电流限制到最大值的12%。