故障电流限制器工程应用性能研究

故障电流限制器是解决电网短路电流超标最理想的手段之一,而如何选择合适类型的故障限流器尚未有合理的依据。首先比较短路电流水平和故障电流限制器应用支路短路电流的区别,分析出决定故障电流限制器的主要影响因素;在此基础上,引入CIGRE对故障电流限制器的定义和相关性能指标;最后介绍超导型、并联开关型、串联谐振型、电力电子型故障电流限制器的基本原理和样机、工程应用情况,并归纳出几种故障电流限制器的性能评价指标,为故障电流限制器的工程应用提供依据。     

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。     

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。     

故障电流限制技术及其新进展

负荷中心大电源的投入和系统互联都会大大增加系统的短路电流。如果短路电流超标,则相应设备必须更换,这既需要昂贵的费用也需要较长的工期。故障电流限制器提供了另外一种解决方案。文章首先综述应用于中高压领域的故障电流限制技术;然后介绍成熟的和正在研究的比较有代表性的故障电流限制器,并重点突出基于晶闸管保护型串补的短路电流限制器;最后介绍华东500 kV电网故障电流限制器示范工程,给出该工程采用的主电路和过电压保护措施,并展望故障电流限制器的发展方向。     

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。     

串联谐振故障电流限制器在青海西宁地区超高压电网中的应用研究

加装串联谐振故障电流限制器是解决超高压电网短路电流超标的有效措施。分析了串联谐振故障电流限制器的基本原理及安装方案,通过公式推导计算,提出串联谐振故障电流限制器限流参数选择的解析法,为故障电流限制器参数选择提供理论支撑。研究青海西宁地区超高压电网中750 kV母线短路电流超标原因,计算加装故障电流限制器后母线短路电流水平,在此基础上提出限制青海西宁地区750 kV短路电流措施。研究成果可为青海750 kV电网限制短路电流提供借鉴。     

短路故障快速检测与限制技术综述

常规短路判据主要通过电流幅值判断电力系统中的短路故障,其存在检测速度较慢、短路电流大等缺点。在综述近年短路保护快速检测与识别方法的理论或应用研究基础上,为了限制过大的短路电流,介绍了故障限流的传统方法以及故障电流限制器技术的发展,提出短路故障早期限制技术,且通过中压配电系统建模仿真验证该技术的有效性。短路故障的早期及快速检测技术与故障电流限制器有机结合,具有良好的应用前景。     

短路电流限制器应用于河南电网可行性分析

阐述了采用故障电流限制器限制短路电流的优势,并对具备工程实用化的短路电流限制器的类型进行了比较。在此基础上开展了将短路电流限制器应用于河南电网的可行性分析,并对河南电网近远期装设故障电流限制器的类型及装设地点进行了论述。     

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。     

故障电流限制器的分类及应用

针对配电系统中存在的短路电流过大的问题,讨论了故障电流限制器的分类,列举了各类故障电流限制器的典型应用及其优缺点,通过工程实例,分别对限流电抗器和Is-limiter的应用可行性进行了分析。     

Development of a new 6.6 kV/ 1500 A class superconducting faultcurrent limiter for electric power systems

A superconducting current limiter comprising a noninductively wound AC superconducting coil (trigger coil) connected in parallel with a limiting coil was developed. A model electric power system for the application of this type of superconducting current limiter was created, 400 V/100 A class model superconducting current limiters were fabricated, and various current limiting tests were performed with respect to short-circuit currents and phases varied over a wide range. The results demonstrate that the proposed current limiter possesses performance characteristics fully adequate for application to the model system. A 6.6 kV/1500 A class superconducting trigger coil was developed, with a scale permitting, in principle, validation tests of applicability to actual power systems. This coil was demonstrated to be capable of limiting short-circuit currents by a factor of 1/30, and was subjected to detailed evaluation of current-limiting characteristics     

变压器型故障限流器限流效果研究

介绍了变压器型故障限流器的基本原理,该限流器由电容器及二次侧带放电间隙的并联变压器组成。通过分析该故障限流器在抑制短路电流过程中的稳态特性,定量地描述了它的限流效果。研究该故障限流器在限流过程中的工作条件,利用PSCAD软件建立仿真模型,对该故障限流器在500kV超高压输电系统中的应用进行仿真。为了验该故障限流器的限流效果,给出了实用可行的短路实验电路,分别就未装设和模拟限流器情况进行了短路实验。结果显示,该故障限流器具有较好的限流效果,能够作为一种有效的保护设备限制电力系统的短路电流。     

固态限流器对电力系统瞬间电压跌落的影响

电网结构日趋复杂，系统短路容量急剧增加，研究故障情况下提高电压稳定性对于系统安全运行具有重要意义，固态限流器在系统正常运行条件下对外不呈现阻抗，当系统发生短路故障时迅速串入系统网络中。对母线电压具有强支撑作用，利用耦合式三相固态限流器，对2种典型电网系统模型发生故障情况进行了仿真分析。研究表明：固态故障限流器的应用能够有教抑制短路故障引发的系统瞬间电压跌落，而且随着限流阻抗值的增大，相应的改善效果更为明显。这也显示改善系统故障电压是故障限流器具有的一种本质能力。     

各种限制电网短路电流措施的应用与发展

文章首先介绍了近年来短路电流增大过快给电网带来的一系列危害,然后从电网结构与变电站两个层面全面分析了各种限制短路电流的措施。电网结构方面的措施包括合理规划电网结构及电源接入方式、发展直流输电等;变电站方面的措施包括采用高阻抗设备、短路电流限制器等。文章比较其各自的优缺点,描述各自在实际中的应用及今后的发展方向。最后阐述了两种限制不对称短路电流的措施。     

饱和铁心型超导限流器的暂态特性分析

随着电网规模的不断扩大,短路电流超标问题已成为制约电网负荷增长和电网发展的突出因素之一。传统的限流措施已经很难满足现代电力系统发展的需要,随着超导材料的快速发展,超导限流器这种利用新兴超导技术而研制出的快速有效的限流装置应运而生。由于饱和铁心型超导限流器拥有突出的优越性能,其被广泛应用于输电线路及配电系统中。考虑到饱和铁心型超导限流器的实际结构,提出了一种新式等效磁路法,进而可以精确、有效地分析限流器的暂态特性。等效磁路法的提出对饱和铁心型超导限流器的理论分析及实际应用都有重要的意义。     

限流器在大容量变压器低压侧的研究和应用

为提高大容量变压器低压侧的快速短路保护能力,将具有超高速开断和超强短路开断能力的新型DDXK1型大电流限流开断器(限流器)和通用真空断路器相串联,用作大容量变压器低压侧的短路保护,结合实际案例制定运行维护导则,完成大容量变压器低压侧快速短路保护成套装置典型示范工程的设计、安装及投运,为在电力系统推广应用该项先进技术提供经验。     

一种多功能模块化直流故障限流器拓扑及控制策略

直流故障限流器(FCL)是抑制直流短路故障电流的关键设备,其在交直流混合电网中十分重要。文中提出一种多功能模块化直流FCL拓扑,由多个电力电子功率单元子模块串联组成,通过模式控制与切换,实现故障限流、能耗泄放和直流网压支撑3种功能。文中详细分析了多功能模块化直流FCL的运行机理,给出了其在交直流混合电网中的典型配置方案,并针对3种功能对应的工作模式,完成了控制策略设计与开发。为验证拓扑结构及控制策略的有效性,在Matlab/Simulink中构建多工况仿真模型。仿真结果表明,所提模块化直流FCL拓扑及控制策略能够满足交直流混合电网多种故障情况下的故障限流应用需求。     

区域电网电磁暂态等值及短路电流直流分量分析

西北电网电源接入密集、电压级差大,容易引起短路电流超标。但常规限流措施会增大短路电流直流分量的衰减时间,影响断路器的开断能力。文中针对我国西北某大级差、电源密集型电网,搭建了多节点复杂电网发生短路时电磁暂态的等值简化计算模型。在该模型的基础上研究了短路电流直流分量对断路器开断能力的影响,分析了直流分量衰减时间常数折算的方法,并在采取常规限流措施的基础上计算了加装电阻型超导限流器对超标厂站直流分量的抑制效果。结果表明：直流分量的衰减时间常数不能直接作为断路器选型的依据,需要将其折算至标准规定的试验基准值下;电阻型超导限流器可以有效地抑制加装位置附近回路的短路电流直流分量,加装后时间常数下降25%左右,但是对电气距离较远的厂站抑制作用较弱。文中的结论能为断路器的合理选型以及限流新技术的应用提供参考意义。