超导限流器对感应电动机负载的影响分析

随着高温超导技术的发展,超导限流器成为研究热点之一。针对一种新型桥路高温超导限流器,分析了其对感应电动机启动及短路故障动态过程的影响,建立了含超导限流器的感应电动机的电磁暂态方程。基于Matlab的Simulink平台进行了仿真研究,并结合实验室超导限流器样机进行实验研究,仿真和试验结果表明超导故障限流器可以有效限制启动电流和故障电流,可以缓解大容量电动机启动困难及在短路故障时向短路点提供短路电流问题。     

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.     

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。     

中国首台高温超导限流器通过专家验收

中国首台高温超导限流器于2005-12-01顺利通过了专家验收。这是继瑞士、德国之后世界上第三台成功并入实际电网进行示范运行的高温超导限流器。超导限流器是利用超导体的基本特性，有效限制电力系统故障短路电流，提高电网安全性和稳定性的一种新型电力设备。超导限流器主要用于输变电系统。     

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。     

500 kV高温超导限流器电气主接线方案

500 kV高温超导限流器技术是目前世界上电压等级最高的高温超导限流器技术,它应用在电网中可有效解决由于电网结构加强产生的主干电网短路电流水平过高问题,同时又不降低电网运行的可靠性和灵活性,但目前还没有一个成熟的500 kV高温超导限流器电气主接线方案。根据目前高温超导限流器技术和设备最新研究进展,提出了4种500 kV高温超导限流器接入系统的电气主接线方案,并通过可靠性、保护配置和造价等的综合比选提出推荐方案,该方案适用于超导限流器可靠性不高且严重故障后需要立即切除的设备发展现状,故障后需要立即切除的技术发展现状。     

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.     

非电阻型高温超导限流器概述

短路电流会威胁电网电力系统的安全可靠运行,人们将超导技术应用于电力系统中,并有效结合电力技术,研制出了高温超导故障限流器。故障限流器可以限制短路电流及其所造成的危害,有效地维护电网安全。高温超导故障限流器可分为电阻型和非电阻型,饱和铁芯型高温超导限流器是非电阻型故障限流器的一种,它集众多优异特性于一体,限流恢复时间极短、限流功能可靠以及输电稳态损耗极小,因此有非常广阔的产业化前景。     

电阻型超导限流器仿真模型及其对10 kV配电网的影响

在对电阻型超导限流器失超机理及失超过程进行深入分析的基础上,利用PSCAD仿真软件搭建了电阻型超导限流器的自定义模型,并通过仿真该模型的电阻、电流和温度曲线验证自定义超导限流器模型的正确性。对超导限流器与继电保护装置的配合问题进行了初探。理论分析及该模型的实例验证表明,模型较全面地呈现了限流器真实的工作状态。将其投入10 kV配电网中的仿真结果表明,超导限流器不仅对系统短路电流有显著的限制作用,同时还有利于改善非故障馈线的供电电压质量。为了与继保装置配合,选择最优的超导限流器参数将对限流器的挂网运行有重要参考价值。     

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。     

基于高耦合电抗器的500 kV限流器限流特性等效试验

基于高耦合电抗器的500 kV限流器在限流状态下的阻抗较大,而由于试验室电源电压有限,限流状态下的试验电流远小于额定短路电流,因此500 kV限流器在额定短路工况下的限流特性试验和动稳定性考核试验无法直接进行。针对上述问题,提出了一种间接验证限流器限流特性的等效试验方法。通过设计降低阻抗参数的比例缩小样机,在试验室条件下进行全电流的比例缩小样机间接试验,同时结合试验室内500 kV限流器比例缩小样机的低电压试验和500 kV限流器接入实际系统的高电压人工短路试验,综合验证500 kV限流器的限流能力。研究结果表明,500 kV限流器在额定短路工况下的限流幅度满足设计要求,所设计试验方法具有良好的等价性。     

Proposal for an RMS thermoelectric model for a resistive-type superconducting fault current limiter (SFCL)

In general, predictions of the limiting characteristics of a resistive superconducting fault current limiter (SFCL) include the electrical and thermal behaviour of the superconductor. Acknowledging that these two phenomena have very different time scales for limiters inserted in an electric power system, we propose in this paper a root mean squared (RMS) thermoelectric model for a resistive-type superconducting fault current limiter.     

故障电流限制器现状及应用前景

目前我国某些地区短路电流过高制约着电网发展, 故障电流限制器可以快速限制短路电流,保证系统安全稳定运行, 是具有发展潜力的限制短路电流技术。故障电流限制器包括超导和和固态故障电流限制器2 种, 每种故障限流器具有各自的特性、工作原理、优缺点, 某些故障电流限制器已在国外投入使用。通过分析我国短路电流的特点及国外故障电流限制器的使用情况可知, 故障电流限制器是目前解决我国短路电流过大的措施之一。     

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。     

饱和铁心型桥式故障限流器的性能参数设计与实验

为解决系统短路电流过大、传统饱和铁心型故障限流器限流效果和经济性不理想等问题,提出一种饱和铁心桥式故障限流器(BSFCL)。相比传统饱和铁心型故障限流器,该限流器采用桥式结构,可有效减小限流器的体积和成本;通过外加限流电感,有效提高了限流器的限流效果。首先分析饱和铁心型桥式故障限流器的工作原理,然后建立限流器的磁路模型,并对限流器性能参数进行详细分析和设计。在此基础上,基于Ansoft建立饱和铁心型桥式故障限流器的场路耦合仿真模型,通过仿真说明其工作原理和良好的性能,并分析不同参数对限流器限流效果的影响。最后研制了一台220V/20A饱和铁心型桥式故障限流器实验样机,实验结果验证了所提结构和方法的有效性。     

新型自耦变压器耦合桥式固态限流器及其拓扑改进

变压器耦合桥式固态限流器的体积与成本取决于串联耦合变压器、整流桥和限流电感等限流器各组成部分。为减小串联耦合变压器的体积与成本,提出一种新型自耦变压器耦合桥式固态限流器,详细分析了其工作原理和限流过程。针对整流桥晶闸管无法控制关断从而导致限流电感必须设计得较大的缺点,进一步提出一种基于全控电力电子器件的限流器二次侧改进拓扑结构,缩短故障后整流桥和限流电感承受冲击电流的时间并降低冲击电流幅值和上升率,从而可减小整流桥电力电子器件和限流电感相关参数设计值,进一步降低限流器成本。仿真研究验证了相同限流目标下,相比串联耦合变压器,采用常规非自耦变压器,上述限流器具有更好的经济性。最后,对改进拓扑结构进行样机实验,验证了改进拓扑的有效性。     

Improvement of Power System Stability by Using New Switching Technique in Bridge-type Fault Current Limiter

The bridge-type fault current limiter has the capability of controlling the fault current by controlling the DC reactor current. This fault current limiter is mainly composed of a diode bridge rectifier and a DC reactor. To achieve this capability, a resistor parallel with a semiconductor switch has been used in series with a DC reactor. For this fault current limiter, a control scheme is proposed that uses the DC reactor current as a control variable to improve transient stability of the model power system without measuring any parameters of system. In this article, an analytical and simulation study was conducted on a one-machine infinite-bus system including a bridge-type fault current limiter and the proposed control scheme. Simulation results show that by controlling the turn-on and turn-off times of the switch, i.e., the switching technique, the proposed fault current limiter can not only limit the fault current but also absorb the accelerating energy of the generator, thereby improving power system transient stability. The rotor velocity, maximum output power of the generator, and critical fault clearing time are studied in this article to evaluate the effects of the proposed fault current limiter on power system transient stability.     

短路限流器的配置与优化

讨论了电力系统短路电流计算方程,在此基础上建立了由系统短路电流限值确定限流器阻抗的数学模型。对于单组限流器,该模型为线性方程组,具有唯一解,对于多组限流器则为线性不定方程组,存在多解情况。运用广义逆方法和优化方法,直接从线性不定方程组的相容解集合中求得符合要求的优化解,在系统短路电流不超限条件下实现多组限流器的配置和优化。算法具有非常良好的收敛特性和较快的计算速度,适合大系统应用。许多情况下使用单组限流器不能满足要求,而使用多组限流器则可以有效地将系统短路电流抑制在要求范围内。工程实例验证了算法的有效性和实用性。     

10 kV短路故障电流限制技术在唐山电网的应用

针对电力系统故障电流限制技术在国内外的研究状况,结合该技术在唐山电网的应用,提出了适合于本地实际情况的10 kV故障电流限制器设计方案,详细介绍了其工作原理和整定方案,并对应用效果进行了分析和说明。