具有串联补偿作用的新型故障限流器的拓扑结构和仿真

提出—种新型的具有串联补偿功能的故障电流限流器,它由补偿电容和旁路电感并联后与限流电感串联而成;和旁路电感相串联的可关断晶闸管（ＧＴＯ）控制正常时的补偿度和故障时的限流程度。通过仿真分析,证明此装置效果良好,是电力系统中有用的保护设备。     

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。     

采用脉宽调制控制的新型故障限流器

设计了一种采用脉宽调制(pulsewidthmodulation,PWM)控制的具有动态串联补偿功能的故障限流器,主要由以PWM原理控制的电感、开关控制的电容器组、限流电感构成。正常时通过控制投切的电容器组实现可控串联补偿功能,故障时通过改变脉冲的占空比可得到变化的阻抗,达到可控限流的目的。采用Matlab进行数字仿真证明了该故障限流器的有效性。     

具有可控串联补偿的新型故障限流器的研究

提出一种新型的具有动态串联补偿功能的故障电流限流器,由一个固定电容器、开关控制的电容器组与旁路电感并联后再和限流电感串联而成,较以往限流器的优势在于串联补偿功能上的改进.正常时,通过投切不同的电容器组,按步长的方式来控制调整线路的补偿度;故障时,则通过和旁路电感相串联的可关断晶闸管(GTO)来控制其限流程度.在详细分析其工作原理的基础上,用MATLAB程序进行了数字仿真,结果表明,此装置性能良好,可作为电力系统中一种有效的保护设备.     

采用脉宽调制(PWM)控制的新型故障限流器的研究

提出了一种采用脉宽调制原理控制的具有动态串联补偿功能的故障限流器。它主要由以脉宽调制(Pulse Width Modulation,缩写为PWM)原理控制的电感、开关控制的电容器组、限流电感构成。正常时,通过控制投切的电容器组,实现可控串联补偿功能,故障时,通过改变脉冲的占空比可以得到变化的阻抗,达到可控限流目的。用MATLAB进行数字仿真证明了此装置的有效性。     

限流式统一潮流控制器参数设计及设计实例

限流式统一潮流控制器（unified power flow controller with fault current limiting,UPFC-FCL）可以在系统发生短路故障时有效保护UPFC侧装置不受短路电流的冲击而损坏.在结合限流式UPFC工作原理的基础上,给出装置参数的设计方法,根据最大补偿容量和额定电流确定最大补偿电压,从而确定直流母线额定电压,根据补偿容量指标确定滤波电感的取值范围,按照短路电流水平设计限流电感.依据上述设计方法给出了额定电压为10 kV,最大补偿容量为1 MVA的装置设计实例,确定了串联侧注入系统的最大补偿电压、直流母线额定电压、并联侧及串联侧滤波电感、限流器模块限流电感等.PSCAD/EMTDC的仿真结果证明了文中设计的有效性和实用性.     

具有串联补偿作用的新型故障限流器(FCL)的研究

提出了一种带串联补偿的故障电流限制器,它由电容和电感相串联而成。与电容相并联的是真空触发间隙或斥力机构开关,它控制着正常时的串补或故障时的限流。通过EMTP的仿真分析,证明它的良好特性,是电力系统中有用的保护设备。     

两级式串联补偿型故障限流器

针对传统故障限流器运行效率低、限流效果差等问题,设计了一种两级式串联补偿型故障限流器。通过滞环控制方式控制直流励磁电流,从而快速调节限流器输出阻抗,在电网正常运行时对电网进行动态串联补偿,在发生接地故障时实现两级式限流。利用MATLAB/Simulink软件平台搭建系统仿真模型。仿真结果表明,两级式串联补偿型故障限流器具有良好的补偿效果及限流能力。     

基于互锁真空开关的一种新型串联补偿型限流器

提出了一种基于互锁真空开关的串联补偿型限流器,该装置在线路正常运行时,具有串联补偿作用,线路发生短路故障时,具有限制短路电流的作用。装置主回路由串联补偿电容和限流电抗串联后分别和互锁真空开关的两对触头组并联而成,互锁真空开关是一种新型双工位开关,可以同时实现两个电路元件的投入与切除。用MATLAB/Simulink对27. 5 k V牵引系统进行了仿真,仿真结果表明该装置抬升电压和限制故障电流效果较好,当装置工作于串联补偿条件下,880μF的串联补偿电容接入线路中时,接触网电压提升约2 k V,当装置工作于故障限流的条件下,16. 8 m H电感接入线路中时,短路电流峰值从14 k A限制到4. 5 kA,并对开关转换过程中可能出现的暂态现象进行了分析。     

一种新型故障电流限制器的原理研究

提出一种新型的应用柔性交流输电系统(FACTS)技术能够改善电网电能质量的故障电流限流器,其由一个固定电容器、晶闸管控制的电容器组与旁路电感并联后再和限流电感串联而成.和以往的限流器相比,其突出优点在于串联补偿功能上的改进以及用大功率自关断器件--集成门极换流晶闸管(IGCT)代替传统的门极可关断晶闸管(GTO).正常时,通过投切不同组数的电容器,按步长的方式调整控制线路的补偿度;故障时,通过和旁路电感相串联的IGCT控制其限流程度.在详细分析其工作原理的基础上,应用Matlab程序进行了数字仿真,结果表明,该装置具有良好的性能,可有效地改善电网在故障期间的母线电压暂降问题,提高了系统的电能质量.     

串联补偿型限流器的设计与仿真

针对10 kV配电网系统,研究了一种串联补偿型故障限流器,该限流器由主回路串联的电容电感、与电容并联的金属氧化物避雷器、阻尼回路、反并联晶闸管以及旁路开关组成。在正常工作时它可以对线路进行无功补偿,改善功率因素;在短路故障时能够起到限制短路电流的作用。首先建立了10 kV配电网仿真模型,根据限流器的限流系数设计了该限流器的拓扑结构。通过Matlab/Simulink模型仿真的方法,对该限流器的工作原理和限流过程进行了描述,给出了限流器中各个器件参数的设计与选型过程,特别是获得了阻尼回路器件参数对限流特性的影响规律。研究表明该限流器在系统中可以起到明显的限流作用,并且易于实现工程应用。     

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。     

串联谐振型FCL对高压断路器开断短路故障的影响

基于串联谐振型故障限流器的等效分析模型,分别针对短路出线故障和近区故障,详细研究了限流电感及其并联杂散电容对短路电流、断路器瞬态恢复电压第一个峰值以及瞬态恢复电压上升率的影响,并综合以上指标得到了断路器苛刻度的变化规律。研究表明,选取合适的限流电感、采取合理的措施改变限流电感并联杂散电容能够有效地降低断路器的苛刻度,有利于断路器对短路故障的开断。     

一种新型多目标串联型短路限流控制器的研究

提出一种串联型短路限流控制器,采用背靠背换流器与限流电抗器串联的方式,在系统未发生短路故障时,背靠背换流器可以实现电压补偿、谐波抑制等功能,当发生短路时,将换流器切出,使短路限流电抗器工作。分析了电路的拓扑结构和控制原理,采用完全补偿法对电压进行补偿,采用电源电流检测法滤除系统中的谐波,然后用PSCAD进行了仿真和实验验证。     

新型DVR-FCL的SCIG风电场短路故障穿越方法

由于传统的鼠笼型异步机风电场本身并不具备故障穿越的能力,本文提出了一种具备限流功能的动态电压恢复器,其串联于风电场并网点,在电网短路故障初始阶段,利用双向晶闸管投入串联限流电感,维持跌落过程中风电场出口电压相对恒定;在短路故障清除后切换至电压补偿功能,有利于风电场出口电压的快速恢复。在PSCAD/EMTDC仿真平台上建立了鼠笼型异步机风电场及相关电网模型,仿真结果表明所提方法有利于提高鼠笼型异步风机的短路故障穿越能力。     

新型磁控开关型故障限流器拓扑及试验研究

基于饱和铁心型高温超导故障限流器的拓扑,提出了一种适用于中高压电网的磁控开关型故障限流器拓扑结构,在偏置回路中串联了一个限流电感,通过故障前后交流电流的变化自动实现限流电感的退出和接入,从而实现对短路电流的限制,并研制了一台220 V/50 A试验样机。对限流器样机的试验结果表明,磁控开关型故障限流器在正常工作时电压损耗很小,对线路几乎没有影响;故障发生后,限流电感立即自动插入故障回路进行限流,基本不产生谐波,运行控制灵活且简单可靠,对短路电流具有快速、有效的限制作用。     

串联谐振型FCL对高压断路器开断短路故障的影响

基于串联谐振型故障限流器的等效分析模型,分别针对短路出线故障和近区故障,详细研究了限流电感及其并联杂散电容对短路电流,断路器瞬态恢复电压第一个峰值以及瞬态恢复电压上升率的影响,并综合以上指标得到了断路器苛刻度的变化规律.研究表明,选取合适的限流电感、采取合理的措施改变限流电感并联杂散电容能够有效地降低断路器的苛刻度,有利于断路器对短路故障的开断.     

基于可控串补的故障限流器

研究了一种基于可控串补结构的故障限流器,可对电网进行功率控制并在故障时降低短路电流水平。该故障限流器主要由并联电容、并联电感、反并联晶闸管和与开关并联的串联电感构成。开关用于装置在串补和限流模式间进行切换,装置正常工作时运行于串补模式,故障时迅速切换到限流模式运行,有效限制短路电流。该装置在原有串补装置上改动较少,可为现有设备增加故障限流功能做参考。通过Matlab/Simulink软件对系统进行仿真研究,结果表明此装置能够控制功率并限制短路电流,是电力系统中可靠的保护和控制装置。     

新型自耦变压器耦合桥式固态限流器及其拓扑改进

变压器耦合桥式固态限流器的体积与成本取决于串联耦合变压器、整流桥和限流电感等限流器各组成部分。为减小串联耦合变压器的体积与成本,提出一种新型自耦变压器耦合桥式固态限流器,详细分析了其工作原理和限流过程。针对整流桥晶闸管无法控制关断从而导致限流电感必须设计得较大的缺点,进一步提出一种基于全控电力电子器件的限流器二次侧改进拓扑结构,缩短故障后整流桥和限流电感承受冲击电流的时间并降低冲击电流幅值和上升率,从而可减小整流桥电力电子器件和限流电感相关参数设计值,进一步降低限流器成本。仿真研究验证了相同限流目标下,相比串联耦合变压器,采用常规非自耦变压器,上述限流器具有更好的经济性。最后,对改进拓扑结构进行样机实验,验证了改进拓扑的有效性。     

串联电容器磁吹保护间隙的研制与运行

在采用串联电容器补偿的输电线路中,当线路发生短路故障时,故障电流流经串联电容器,在其两端会引起危险的过电压。通常设置保护回路与串联补偿电容器并联。目前采用的保护回路主要有两种类型:典型保护回路。其原理接线如图1所示。当串联电容器组 C 流过故障电流。其两端电压上升到保护间隙的击穿电压整定值(通常为 C 的额定工作电压2.5～3.5倍)时,保护间隙 P 动作,C 将通过限流电阻 R 放电。当电流互感器 CT中流过故障电流后,经继电保护装置,迅速合上并联断路器 B,则 P 被短接并灭弧。当线路短路故障被切除后,可通过 B 和分流电感 L,继续向受端输送电力。为使 C 重新投入运行,待 P 的绝缘强度恢复后,继电保护装置还能重新断开 B。这种回路的保护间隙可不采用自灭弧间隙。