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。     

电感式直流限流器研究综述

高压直流系统短路故障电流抑制问题是目前直流系统保护的核心问题之一,电感式直流故障限流器能深度抑制系统短路电流上升速度,是解决短路故障电流问题的有效方法。该文首先分析了直流系统的故障电流特性,提出了限流器性能评价指标。其次,分析了磁通耦合型、饱和铁芯型和固态型3种电感式直流限流器的工作原理、电气特性和最新研究进展。然后,归纳和对比了不同类型电感式直流限流器的电感增益倍数、动态响应时间、耐压/通流能力和成本等性能评价指标,并给出了各自优缺点和适用的直流电压等级。最后,根据未来直流电网的发展趋势,给出了各类限流器亟待解决的关键技术问题,如超导材料的失超一致性问题、饱和铁芯限流器的励磁系统性能问题、固态限流器的多功能化等,为直流限流技术的进一步研究方向做出了展望。     

故障限流器在高中压电力配电系统中的应用

为了把允许的短路电流控制在较小范围内,在高中压配电系统中用电子装置触发故障限流器,因而使得低负荷开关装置能够安全运行。但是为了保证这些装置的安全及正确使用,对下面的主要工作参数需要加以考虑：（１）触发电平的选择;（２）ｄｉ／ｄｔ的选择;（３）电容组和杂散电容的效应;（４）这些装置和相过流继电器的断路器发生故障时间的配合。本文将探讨这些主要工作参考,估价限流器在各种模拟故障条件下的性能并提出限流器的     

新型桥式固态限流器原理及试验研究

随着电网容量的不断扩大,短路电流的限制技术已成为故障保护的一个研究热点。重点介绍一种新颖的桥式固态限流器拓扑及工作原理,并根据此原理研制了220V/2200A桥式固态限流器,正常运行时限流器阻抗几乎为零,短路时自动投入,短路电流缩减率达到50%以上。     

新型桥式固态限流器原理及试验研究

随着电网容量的不断扩大,短路电流的限制技术已成为故障保护的一个研究热点.重点介绍一种新颖的桥式固态限流器拓扑及工作原理,并根据此原理研制了220 V/2200 A桥式固态限流器,正常运行时限流器阻抗几乎为零,短路时自动投入,短路电流缩减率达到50%以上.     

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。     

一种新型超导直流故障限流器

与用于交流系统或双极直流系统的限流器不同,用于多端柔性直流系统的故障限流装置应能够在短路故障发生初期有效抑制故障电流的快速上升,避免在线路断路器动作之前换流器桥臂闭锁。针对这一性能要求提出了一种专门用于多端柔性直流电网中的新型超导故障限流器的基本结构和工作原理,并制作了原理验证样机。通过对原理验证样机开展的一系列实验,证明了设计结构与原理的可行性。实验结果也充分展示了这类限流器的功能特性,如其能充分利用铁芯的最大磁导率在短路故障发生的几个毫秒内实现最大限流感抗,从而有效抑制故障早期的短路电流上升率。此外,可以通过对超导隔离环组数量的调整,设定限流器的限流阈值,灵活适应不同直流系统的限流需求。     

一种结合直流断路器的直流故障限流器拓扑

直流系统短路电流的限制与开断技术是直流输电技术发展的瓶颈。针对这一技术问题,文中在分析已有直流限流器和直流断路器拓扑的基础上,提出一种适用于直流系统的改进型故障电流限制器的拓扑结构,该设备利用直流断路器使用的电流转移原理分断电路,可在系统发生短路故障时快速限制短路电流的上升率及短路电流水平,有效保障内部的电力电子器件避免过电压而造成的损坏。通过在MATLAB/Simulink平台搭建仿真模型并进行故障限流的仿真,验证了限流器的功能和限流指标,仿真分析结果表明所提出的限流器具有良好的限流效果。     

低压直流微电网新型主动限流器及控制策略

低压直流微电网中直流母线发生短路故障后,现有的被动式保护措施难以有效保护电力电子装置,并且当计及直流线路电感与变流器直流母线侧电容时,常规主动限流器会出现限流电感电流振荡的特性。详细分析了该电流振荡特性产生的机理,探究了系统参数变化对限流电感电流振荡峰值的影响。并提出了一种新型主动限流器拓扑结构及控制策略,该拓扑结构通过增加能量耗散支路,在限流器直流母线侧电容电压产生负压时导通,以此耗散能量,解决了电感电流振荡的问题。通过仿真与实验,验证了所提新型主动限流器对电感电流振荡特性抑制的有效性,且在不同工况下具有良好的鲁棒性。     

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。     

基于IGCT的新型固态桥式短路故障限流器

提出将带旁路电感的桥式短路故障限流器中的半控开关器件——可控硅,用大功率自关断器件——集成门极换流晶闸管（IGCT）代替,从而将整流桥的失控时间从半个周期缩短到电流信号检测时延,从而可以有效减小直流限流电感的电感量,将占据限流器体积、重量、成本主要部分的直流限流电感量缩小5／6以上。研究了在该特定电路条件下的基于IGCT的有源逆变控制方法,可以保证在采用IGCT后,桥路转入逆变工作方式和从限流器中退出时均不引起电感电流通路的阻断,因而不引起操作过电压。直流限流电感的电感量减小,有利于提高限流器动态特性,缩减由于充磁而导致波形畸变的时间。详细介绍了基于IGCT的短路故障限流器的控制策略,并进行了仿真和实验研究,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。     

基于新型柔性限流器的直流配网故障特性分析

为抑制直流配电网短路故障电流,降低其内部断路器开断要求,提出了一种可串联于直流线路的新型柔性限流器.正常运行时,通过桥型电路将该柔性限流器旁路,使其不影响系统的运行.故障时,通过桥型电路的自然切换,将该限流器串入直流配电网系统,为故障回路提供可变箝位电压,实现AC/DC换流站出口放电电容压降的灵活控制,进而有效抑制故障...     

含故障限流器投入的MMC-HVDC系统直流短路故障电流解析计算

基于模块化多电平换流器的高压直流(high voltage direct current based on modular multilevel converters,MMC-HVDC)系统发生直流短路故障时,故障电流上升速度快,这对系统保护提出了极大的挑战.对于采用半桥子模块拓扑的MMC-HVDC系统,通常会在直流线...     

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。     

基于IGBT的新型直流电力系统限流装置的工作原理与实验研究

提出了一种基于IGBT的新型直流电力系统限流装置,介绍了该新型限流装置的电路结构和工作原理,进行了300V蓄电池组的预期900A的限流试验,开断时间小于200μs,限流效果明显,建立了限流过程的数学模型,研究了限流装置参数对限流效果的影响.文章还对十二相整流发电机组直流侧预期1600A短路的限流效果进行了仿真实验分析.实验结果证明,该型限流装置具有结构简单、限流动作迅速准确、适用范围广和安全可靠的优点,在直流电网保护中具有广阔的应用前景.     

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.     

变压器耦合固态限流器的纯电容负载试验

详细分析了所研制的10kV／500A／2．5kA变压器耦合新型桥式固态限流器在纯电容负载试验时产生串联铁磁谐振的原因和机理,得出其根本原因是耦合变压器在副边等效开路情况下的非线性饱和所致;提出了可以在耦合变压器原边并联阻尼电阻以及固态限流器启动时采用预触发控制策略,防止启动过程中耦合变压器的非线性饱和,从而消除串联铁磁谐振的有效措施,并进行了仿真验证。     

直流断路器与直流故障限流器的匹配研究

快速直流断路器是切除直流电网故障必不可少的设备,而其开断容量难以达到直流电网的要求,通过限流器和断路器的配合能够有效提升断路器的开断能力,从而确保直流电网安全运行。文中在深入开展快速机械断路器的特性的基础上,对断路器与直流限流器的配合问题进行研究:首先,分析机械断路器的开断原理,通过MATLAB/Simulink建立直流断路器电弧特性仿真模型;然后,根据直流电网电压等级、开断电流大小和开断时间等不同要求,研究限流器对断路器开断时间、开断瞬间峰值电压的影响,仿真分析与之相匹配的限流类型及其参数值优化方法;最后,根据超导带材的数学模型,搭建了电阻型超导故障限流器(RSFCL)的仿真模型,用可变电阻模拟超导限流器失超过程的电阻变化,进一步分析限流器对开断过程的影响,上述工作对直流超导限流器的直流电网应用有重要指导意义。