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。     

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220 V/25 A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4.2 K温度下进行短路试验, 短路电流缩减率达40 %，有效地抑制了短路电流。     

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。     

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。     

一种新型故障限流器的拓扑结构及仿真

提出了一种新型故障电流限流器，它由一个由脉宽调制原理控制的电感模块和一限流电感并联，然后再与一补偿电容串联组成。由脉宽调制原理控制的电感模块通过简单的占空比控制可以获得一连续可变的电抗，从而限流器可以快速、灵活地调节限流度和串联补偿度。文中详细分析了限流器的工作原理，指出它可运行于不同工作方式。最后建立了它的模型，并用电磁暂态程序（EMTP）进行了仿真。仿真结果表明，此装置性能良好，是电力系统中一种有效的保护设备。     

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。     

超导限流器研究与开发的最新进展

介绍了超导限流器的基本工作原理、技术特性，并详细介绍了饱和型、桥路型、电阻型、变压器型、混合型、三相电抗型、屏蔽型等7类超导限流器的结构及工作原理，综述了超导限流器的国内外发展状况, 同时提出了超导限流器应用所特有的3个方面的研究课题。     

高温超导变压器

评述世界上开发高温超导变压器的情况，分析各种方案的主要特点及经济性能，并提出了高温超导变压器在电力系统中的应用前景。     

电力系统大停电事故仿真的故障序列选择

对可能出现的故障序列进行选择,从而优化统筹各阶段的对策,对预防大停电事故具有重要的研究价值。文中通过对典型大停电事故发展的过程进行分析,在总结故障特征的基础上,提出一种可以有效考虑影响故障传播的系统负荷状况、天气条件、继电器隐藏故障等因素的方法,并快速选择出可能发生的故障序列,帮助系统规划、设计和运行人员找到容易引发大停电的线路。最后利用IEEE-RTS算例系统对该方法进行了计算验证。     

三相参数不对称电力系统断线故障的计算机计算

论述了三相参数不对称电力系统的数学模型，导出了其断线故障的计算机算法，编制了程序 设计原理框图     

变结构电力系统短路故障的通用算法

提出了计算变结构电力系统短路故障的通用算法，可快速进行系统母线处 或输电线路(包括互感线路)上任意位置处的各型短路故障电气量值的计算， 具有模型精确、算法统一、简捷直观、计算量少等特点。     

三相参数不对称电力系统短路故障的计算机计算

论述了三相参数不对称电力系统的数学模型，导出了其短路故障 的计算机算法和编制了程序计算原理框图。     

35 kJ/7 kW直接冷却高温超导磁储能系统

介绍了直接冷却高温超导磁储能（SMES）系统（35 kJ/7 kW）的总体结构和基本试验结果。该系统主要由超导磁体、低温系统、功率调节系统和监控系统组成。实验结果表明，通过直接冷却将储能磁体成功冷却到了20 K以下;储能磁体的直流临界电流达到150 A，临界储能量84 kJ，磁体中心场强4.5 T;监控系统和变流器能控制SMES与系统快速独立地在四象限进行有功功率和无功功率交换;在电力系统动态模拟实验中，SMES能有效抑制电力系统中因发电机机端短路故障引起的功率振荡。     

电力系统电气装置“三步故障识别、排查法”技能应用探讨

电力系统电气装置故障会导致电气装置停止运行而影响生产,严重的情况下甚至会造成设备损坏及人身伤亡事故。准确、快速地识别和排除电气装置故障,对提高劳动生产率、减少经济损失、确保生产安全具有重大的意义。快速排查电气装置故障,是电气检修技术人员的一项重要的职业技能。笔者以百色平塘水电站电气装置故障的分析与排查为案例,总结出了发电厂电气装置故障分析和排除的三步故障识别、排查法,并对三步故障识别、排查法职业技能的应用进行了深入的探讨。     

三相不接地系统桥式固态限流器的故障诊断方法

提出一套基于离散傅里叶变换的桥式固态限流器桥路故障诊断方案。针对不同桥臂的元件故障，选择直流侧电感电流和续流二极管电流作为检测点，对检测点波形进行综合比较分析，实现了对桥路故障类型的诊断和故障桥臂定位。通过将检测点的波形从时域变换到频域进行波形特征分析，突出故障特征，简化判据，有利于计算机自动识别与诊断。仿真结果表明，该方案检测量小且包含了完整的故障信息，各次谐波分量的幅值可以确定故障类型，基波相角可以定位故障桥臂，故障诊断和定位快速准确。     

配电网短路故障模式分析

由于实际的检测准确度有限，基于精确模型建立的诊断方法用于实际线路时，可能诊断出若 干个故障点，其中一个为真故障，其余为伪故障，所以，区分真伪故障是能否成功地进行故 障定位的关键。在大量仿真的基础上，总结出配电网短路故障模式的特征，对含有一定 误差的测试数据，只要进行优化处理和特征识别，就可以将真故障点分离出来。     

变结构与参数电力系统中互感线路短路故障的快速计算

基于补偿原理，建立起变结构与参数电力系统中互感线路短路故障的各序网通 用计算模型；根据叠加原理和互易定理，提出了一种既不需修改原网各序节点阻 抗阵又不需修改故障所在互感组支路导纳阵，快速计算变结构与参数电力系统 中互感线路短路故障的新方法。     

高温超导电缆监测与保护装置的研制

介绍了高温超导电缆监测与保护装置的研制情况。该装置采用AT96总线结构，以APCI工控机和数字信号处理器芯片为核心，硬件结构紧凑，可靠性高；综合采用了基于非电气量信号和电气量信号的保护策略，可以有效地保证超导电缆的安全运行；可以对超导电缆的运行状态进行全面的在线监测、记录与分析，为超导电缆的商业化运行积累了经验。该装置已通过静态和动态测试，目前已在云南普吉变电站投入运行。     

自适应预报方法用于电力系统故障信息检测的研究

鉴于电力系统故障分量对电力系统保护的重要影响，首次提出将参数辨识及自适应预报方法 用于电力系统保护，用此方法提取故障分量将不受振荡、谐波及相继暂态过程的影响而获得 准确的故障信息，为保护的快速、正确动作提供依据。