超导储能限流系统中组合型桥路超导故障限流器设计

传统桥路型超导故障限流器存在诸多不足。文中提出了一种组合型桥路超导故障限流器的设计。在阐述其工作原理的基础之上给出了主要的参数设计;根据应用工况在仿真软件MATLAB中对其性能进行仿真验证。结果证明:组合型桥路超导限流器可有效限制短路电流;基于网侧电流幅值的控制策略可有效控制超导线圈的投切。由于组合型桥路超导故障限流器的优异性能,将其作为超导储能限流系统的设计方案。

饱和铁芯型高温超导故障限流器漏磁场分析与等效磁路模型的建立

在分析饱和铁芯型高温超导故障限流器(Saturated iron-core superconducting fault current limiter,SISFCL)基本结构的基础上,建立由44个双饼组成的单螺管型超导绕组的限流器三维模型;利用三维有限元方法(Finite element method,FEM)计算限流器漏磁感应强度的大小和方向,得到了漏磁的分布特点;采用磁场分割的方法建立了考虑漏磁影响的SISFCL等效磁路模型;最后将仿真计算结果与实测结果进行对比,验证了所建立的等效磁路模型的有效性。

新型饱和铁心型高温超导故障限流器等效电路和仿真分析

基于饱和铁心型高温超导故障限流器的基本工作原理,提出了一种新型高温超导故障限流器的铁心结构和交直流线圈配置方式。通过理论分析,介绍了新型结构的工作原理,建立其等效二端口电路模型,推导出电路模型的参数,分析了交流绕组在直流回路中产生的感应电流大小。结构限流器通过缩减偏置磁路的有效长度,降低偏置电流的大小。对新型高温超导故障限流器进行仿真分析,仿真结果表明,在系统正常运行时,结构限流器对交流回路电流的影响很小,在系统发生短路故障时,能够有效、快速地将短路电流限制在合理范围内。

饱和铁心型高温超导故障限流器数学模型的分析与参数设计

首先对各种类型高温超导故障限流器(HTSCFCL)的优缺点做了简要的介绍,说明了饱和铁心型限流器的独特优点;对其数学模型进行了分析,并在此基础上推导出了这种限流器系统参数的设计公式;利用这些公式设计了一个限流器系统,并用电磁暂态仿真程序EMTP对其限流效果进行了验证和分析,结果证明推导出的公式是正确的,可以作为设计这种限流器系统的参考依据。

一种新的饱和铁心型高温超导故障限流器的设计方法

随着高温超导技术的发展及电力系统容量的增加 ,不久将来会有很多超导技术在电力系统中得到重要应用。其中高温超导故障限流器很可能成为最先在电力系统中得到应用的超导装置之一。为此介绍一种新的饱和铁心型高温超导限流器的工作原理 ,并给出了设计这种限流器各种参数的推导方法。

磁屏蔽感应型超导故障限流器的仿真研究

介绍了磁屏蔽感应型超导故障限流器 (SCFCL)的结构 ,分析了它的工作原理 ,并对一样机进行了仿真实验 ,获得了与该样机的实验近乎一致的结果。并通过仿真 ,研究了相关参数对限流效果的影响 ,从而为设计该 SCFCL提供了新的方法。

饱和铁心型高温超导故障限流器的仿真分析

给出了饱和铁心型高温超导故障限流器(HTSFCL)的结构模型,分析HTSFCL的原理,通过数学模型计算得到短路时的瞬态电流波形。利用磁路法和三维瞬态磁场-电路耦合法分别对瞬态过程进行仿真,并与样机试验结果进行对比。仿真结果验证了两种方法的正确性。针对短路时超导线圈过电压的问题,提出了使用磁屏蔽环的方法来改善。

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。

含电阻型超导限流器的南澳柔性直流系统故障特性分析

多端柔性直流输电系统直流侧发生故障时故障电流较大,需要在直流侧配置限流装置。文中以南澳多端柔性直流输电工程为例,首先在PSCAD/EMTDC平台上搭建了含电阻型超导限流器的南澳多端柔直工程仿真模型;其次,在模拟系统直流侧发生极间短路故障工况下,对比分析最大阻值不同的电阻型超导限流器的限流能力,从而确定了限流器的最大阻值;进而,模拟系统直流侧发生负极接地故障,对比分析了未接入限流器和接入限流器两种运行工况下的线路电流电压仿真曲线;仿真结果表明,电阻型超导限流器能有效抑制短路故障电流,可降低系统对直流断路器开断能力的要求,提高系统运行的安全性。

一种基于饱和铁心型超导限流器的混合直流限流电路的研究

基于电压源型换流器的高压直流输电系统的故障电流幅值大、上升速度快,现有直流断路器的故障电流开断容量和开断速度受到很大挑战。提出一种基于饱和铁心型超导限流器的混合直流限流电路,利用饱和铁心型超导限流器及限流电阻共同作用实现阻感复合限流,并借助吸能电阻达到加速故障电流清除、缓解直流断路器开断压力的目的。根据直流故障暂态特性,结合该混合直流限流电路与混合式直流断路器的配合策略,分阶段对该混合直流限流电路的工作原理进行理论解析。通过数学推导给出所提混合直流限流电路的参数设计原则。最后,在PSCAD/EMTDC仿真平台中对所提混合直流限流电路的原理正确性和功能有效性进行验证。结果表明,所提混合直流限流电路能有效抑制故障电流、缩短故障线路隔离时间、减少避雷器吸能并能实现饱和铁心型超导限流器快速恢复。

超导故障限流器的研究现状及其应用

超导故障限流器(Superconducting Fault Current Limiter,SFCL)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。文中在综合大量文献的基础上,对超导故障限流器进行了一种较为系统的分类。基于该种分类,结合目前国内外的研究现状,就电阻型、磁屏蔽型、饱和铁芯电抗器型、桥路型SFCL的工作原理作了详细的分析介绍,还给出了它们在电力系统中的安装位置。最后,对超导故障限流器的研究中存在的问题及其发展趋势做了说明。

磁饱和型故障限流器的研究与发展

分析了传统故障限流技术的优势和存在的问题,指出研制性能优良、经济合理的新型故障限流器对电网发展具有重要的现实意义和应用价值.在给出饱和电抗器的一般工作原理的基础上,详细介绍了超导磁饱和型故障限流器的拓扑结构及其工程实用化遇到的难题.比较了永磁饱和型故障限流器的各种拓扑结构及其发展演变过程,提出了三相永磁饱和型故障限流器的三种物理拓扑结构.最后结合永磁饱和型故障限流器的结构设计,阐述了四个关键技术难题.

超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响分析

根据超导故障限流器(SFCL)失超后表现出的阻抗特性,可将SFCL分为2类:电感型和电阻型。针对单机无穷大系统,推导出了在输电线路不同位置发生短路故障时,投入超导故障限流器后的总转移阻抗和发电机的输出功率表达式。从功角特性曲线上分别分析了电感型和电阻型超导故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响情况,从数学上进行了证明,并从物理上进行了解释。最后用改进欧拉法编程,对接入SFCL的电力系统进行了暂态稳定时域仿真研究。

电流补偿型超导限流器的研究

电流补偿型超导限流器是一种新型的限流器拓扑,它由等效电流源、限流电阻并联后通过连接变压器串联入电力系统。正常运行时,等效交流电流源值与系统电流值保持一致,限流器对系统运行无影响;故障后,系统电流值远大于等效交流电流源值,限流电阻立刻自动投入限流。给出了实际应用电路及其控制系统,理论分析和仿真结果论证了该种超导限流器具有良好的限流特性。

电阻型高温超导限流器研究进展

高温超导限流器是一种新型的限制短路故障电流的设备,具有响应时间快、损耗小及自动触发等特点。其中,电阻型超导限流器因其结构简单、技术复杂度较低而成为超导限流器研究的重要方向。简述了电阻型超导限流器的基本结构和工作原理,重点分析了电阻型限流器的国内外研究进展和存在的主要技术难题,对未来的发展趋势及研究重点作出了展望。

超导故障限流器对高压电网稳定性影响

超导故障限流器作为非线性元件的短路电流限制器,具有体积小、重量轻、损耗小、自动响应等特点。饱和铁芯型超导故障限流器由于结构简单、动作特性良好、故障后恢复能力强等技术优势,是一种可以工程应用于高压电网中的限流器。通过分析研究表明,该饱和铁芯型超导故障限流器不仅可以在故障时有效地限制短路电流,而且还能对电网稳定性产生积极的影响。

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%。

基于限流器和断路器配合的柔性直流输电故障保护策略

由于柔性直流电网具有低阻尼的特点,直流侧发生短路后故障电流上升速度极快。若不能限制电流上升速率、及时切除故障,会造成设备损坏,同时将会造成换流站闭锁,影响供电可靠性。本文通过分析直流系统故障清除条件,提出了基于电阻型超导限流器和混合式直流断路器配合的故障处理策略。参考实际工程参数,在PSCAD/EMTDC仿真平台搭建了双端伪双极VSC-HVDC系统,验证了所提保护策略能够在发生极间短路故障时快速隔离故障线路,并实现换流站的故障穿越,对故障清除后系统恢复具有积极意义。

基于混合型柔性限流器直流配网故障暂态特性研究

针对直流配电网极间短路故障,提出一种基于桥型电路的混合型柔性限流策略。限流装置由超导限流器和整流器控制的自激式限流器构成。系统正常运行时,桥型电路通过二极管电流关系将中间支路旁路,限流装置不接入系统,不影响系统运行状态。系统出现极间短路故障时,桥型电路的桥臂电流发生变化,自然换路将限流装置接入系统。通过电阻型超导失超,增加故障回路中的阻值大小;自激式限流器中的限流电感在故障回路中形成反向的钳位电压,减小放电回路的电压。并通过控制回路改变受控电感的钳位电压,实现对故障电流大小的柔性控制。最后,通过Matlab/Simulink仿真平台搭建配电网模型,验证文中所提限流策略的可行性和有效性。