一种新型混合型超导限流器的设计与实验研究

为解决传统电阻型超导限流器因超导组件参与常态通流而产生的超导带材用量过多及电流引线漏热功率过大等问题,提出了一种适用于中压船舶直流电力系统短路故障保护的新型混合型超导限流器拓扑结构。对其基于IGBT、高速真空开关的联合换流过程进行了试验研究与理论计算,得出了电容、电感、电阻等参数对换流过程的影响规律;采用盘式无感绕制的方式制作了超导带材盘,组成的高温超导组件电感值仅2.9μH;介绍了限流器用高速真空开关的触头运动特性;最后对限流器样机进行了试验,样机成功将预期峰值为57.6 kA的短路电流限流至24 kA以内,完成了在短路电流上升率为34 A/μs条件下,7.7 kA电流的换流,换流时间仅为61μs,电容电压最大值为1170 V,并实现了高速真空开关无弧分断。

故障电流限制器发展现状与应用前景

为了应对电网故障电流水平日益增长的挑战,过去数十年,提出并开发了各类故障电流限制器。但是,除少数例外,适合于商业应用的产品开发却进展缓慢。该文概括介绍了主要限流器的发展现状及技术特点,分析了影响限流器进入电力市场的制约因素。最后,预测了限流器的发展趋势和未来前景,重点讲述为提高限流器的竞争力,近年来技术创新的趋向,包括将限流器的应用扩展到智能电网,通过技术融合进一步改善其技术经济性能等。

磁通约束型超导限流开关系统应用

随着社会的日益进步和经济的快速发展,对电力需求量越来越大,电力系统的规模也进一步扩大,致使其短路电流水平不断提高,超过现有断路器的遮断能力。磁通约束型超导限流开关是一种具有快速响应速度且能有效抑制短路电流的装置。结合10kV特定传输线路,选取限流开关各部件参数,并提出相应的控制策略。再者,对限流开关内的耦合超导电感线圈进行初步的电磁设计。同时,由于引入限流开关可能会影响电力系统内原有继电保护装置的性能,针对距离保护,理论分析故障过程中限流阻抗的投切对其工作特性的影响,并提出改善措施。最后在Matlab/Simulink中搭建带有磁通约束型限流开关的10kV电力系统仿真模型,仿真研究证明了上述分析结论。结果表明,引入磁通约束型限流开关能有效降低故障电流水平,但其会缩短电力系统原有距离保护装置的保护范围,而对阻抗继电器的动作特性采用合理的修订方法可消除该影响。

故障电流限制器研究现状分析

故障电流限制器作为解决短路电流的超标问题的较为理想的工具,对其的研制也显得尤为重要。论文叙述了关于电力系统短路故障的产生原因及其影响,并基于对短路电流过大的控制,归纳整理了不同类型故障电流限制器的基本原理,总结了不同故障电流限制器的优缺点,分析了国内外目前的故障电流限制器的研究成果。论文对故障电流限制器在交直流系统中的基本原理以及不同点进行了比较,并对故障电流限制器在直流系统中得不到广泛应用的原因进行了分析,同时指出了故障电流限制器在未来的发展方向及进一步要解决的问题。

磁通约束型超导限流开关对电力系统的影响研究

随着我国电力系统规模逐步扩大,短路电流水平日益增高,已超过现有商用断路器的开断容量。如何将短路电流限制在现有断路器开断水平,是当前电力系统面临的一个重要问题。磁通约束型超导限流开关采用超导耦合电感与并联断路器结构,可有效限制电网短路电流,提升整体开断水平。介绍了磁通约束型超导限流开关的基本工作原理,综合考虑超导耦合电感的失超特性,研究了其对电力系统继电保护和暂态稳定性的影响,并基于Matlab/Simulink软件搭建了含限流开关的220 kV电力系统仿真模型进行仿真验证。