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。     

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,并阐述了国内外各种超导故障限流器的研究现状和前景。     

一种含固态限流器的电力系统故障计算新方法

采用2组相互独立、结构简单的网络组合来模拟含固态限流器的电力系统中伴有固态限流器动作的各种简单故障和复杂故障,以虚拟短路点和固态限流器两侧节点为边界,将含固态限流器的故障电力系统分解成3个无电磁联系的独立部分：模拟固态限流器动作的网络部分、对称系统部分和模拟短路故障的网络部分,将这3部分连接起来形成故障计算模型。根据线性电路的基本定理和相序参数变换技术,提出了一种计算含固态限流器的电力系统各种简单故障和复杂故障的新方法。这种方法的特点是：模拟故障和固态限流器动作所需的网络相互独立、结构简单,易于计算机自动形成其数学模型;互感支路故障与非互感支路故障处理方法完全相同,互感支路故障计算简便;可精确模拟金属性与非金属性短路故障,计算结果精确;无需修改故障前原网数学模型,计算速度快。     

基于虚拟故障端口法的变结构电力系统故障计算方法

在变结构电力系统中创建网络操作端口和虚拟故障端口 ,向网络操作端口追加一对称网络模拟网络操作 ,向虚拟故障端口追加一组对称或不对称的简单网络模拟故障 ,在序坐标下建立起变结构电力系统故障计算模型 ;以网络操作端口和虚拟故障端口为边界端口将变结构故障电力系统分解成模拟网络操作的对称网络部分、无故障对称网络部分和描述故障的简单网络部分 ,基于补偿法和叠加原理 ,提出了一种变结构电力系统故障计算的新方法。这种方法具有 :①可自动适应电力系统网络结构的变化 ;②无需形成复合序网 ;③简单故障与复杂故障计算方法统一 ;④互感支路故障与非互感支路故障模拟方法相同 ;⑤模拟故障的网络结构十分简单 ,易于利用计算机形成其数学模型等特点     

基于虚拟故障端口法的变结构电力系统故障计算方法

在变结构电力系统中创建网络操作端口和虚拟故障端口,向网络操作端口追加一对称网络模拟网络操作,向虚拟故障端口追加一组对称或不对称的简单网络模拟故障,在序坐标下建立起变结构电力系统故障计算模型;以网络操作端口和虚拟故障端口为边界端口将变结构故障电力系统分解成模拟网络操作的对称网络部分、无故障对称网络部分和描述故障的简单网络部分,基于补偿法和叠加原理,提出了一种变结构电力系统故障计算的新方法.这种方法具有: ①可自动适应电力系统网络结构的变化;②无需形成复合序网;③简单故障与复杂故障计算方法统一;④互感支路故障与非互感支路故障模拟方法相同;⑤模拟故障的网络结构十分简单,易于利用计算机形成其数学模型等特点.     

桥式超导故障限流器的数字仿真研究

桥式超导故障限流器,它由超导磁体、二极管桥路和直流偏压源组成。超导故障限流器与常规限流电抗器不同之处是: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;当电网发生短路故障时,超导线圈可以无时延地被自动串入线路,从而限制了短路故障电流,使得轻型断路器可以正常动作。通过PSCAD软件对超导故障限流器的运行特性进行仿真分析,证明超导故障限流器在电力系统中应用的意义与前景。     

桥式超导故障限流器的数字仿真研究

桥式超导故障限流器,它由超导磁体、二极管桥路和直流偏压源组成.超导故障限流器与常规限流电抗器不同之处是: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;当电网发生短路故障时,超导线圈可以无时延地被自动串入线路,从而限制了短路故障电流,使得轻型断路器可以正常动作.通过PSCAD软件对超导故障限流器的运行特性进行仿真分析,证明超导故障限流器在电力系统中应用的意义与前景.     

电阻型高温超导限流器暂态电阻特性分析

高温超导故障限流器(SFCL)因集自触发、限流、损耗较小等优点已成为解决目前电网短路故障问题的有效设备,为电力系统中电能的传输质量和稳定性提供了有效保障。该文通过对YBCO超导材料电、热性能的分析,建立电阻型超导限流单元瞬态电阻与其通过的电流和所在环境温度变化规律的数学模型。应用电力系统电磁暂态仿真软件PSCAD/EMTDC进行线路建模和短路故障运行状态模拟,并联合采用Matlab构建等效数学模型。通过数值暂态联合仿真分析,获得单相短路故障情况下与三相短路故障情况下超导故障限流器的限流比率及超导限流单元的电阻和温度变化特征。并对超导带材进行冲击电流试验,验证其电阻变化规律。计算和分析结果表明,在不同强度的短路电流冲击下,高温超导故障限流器产生的瞬态电阻受短路电流幅值和变化率影响较大。阻值变化的速率随短路电流变化速率的增大而增大,因此对于不同程度短路电流需采取不同的限流保护策略。该研究对超导限流器距离保护的研究提供了时间维度的参考,对掌握各种复杂拓扑类型高温超导限流器限流特性具有参考意义。     

超导故障限流器在电力系统中的应用研究

超导故障限流器与常规限流电抗器不同的是：它不但可以限制短路电流,使得轻型断路器可以正常动作,而且在电网正常运行时不呈现任何阻抗和电压降。首先对超导故障限流器的原理,分类及主要运行参数进行了讨论。通过ＥＭＴＰ９６对超导故障限流器的运行特性进行了仿真,证明超导故障限流器可以在电力系统中的应用。     

非电阻型高温超导限流器概述

短路电流会威胁电网电力系统的安全可靠运行,人们将超导技术应用于电力系统中,并有效结合电力技术,研制出了高温超导故障限流器。故障限流器可以限制短路电流及其所造成的危害,有效地维护电网安全。高温超导故障限流器可分为电阻型和非电阻型,饱和铁芯型高温超导限流器是非电阻型故障限流器的一种,它集众多优异特性于一体,限流恢复时间极短、限流功能可靠以及输电稳态损耗极小,因此有非常广阔的产业化前景。     

Bridge-type superconducting fault current limiter effect on distance relay characteristics

The growth of the electrical energy generation and the increased interconnection of networks lead to higher fault current levels. The superconducting fault current limiter (SFCL) offers a solution to these problems with many significant advantages. The bridge-type SFCL can limit the fault current without any delay and smooth the surge current waveform. The application of SFCLs in networks can affect the protection system. In this paper, the impact of the bridge-type SFCL on the apparent impedance of the distance relay is studied. The analytical and simulation studies are presented for phase to ground and phase to phase faults, to show the impact of the bridge-type SFCL on the performance of the distance relay and its characteristics.     

计及网络操作时电网任意复杂故障的简便计算方法

在计及网络操作的情况下，为计算电网任意复杂故障，首先将网络操作和任意复杂故障统一处理成对原网对称修正与不对称修正的组合，然后以操作支路和故障支路两侧节点为边界，将故障电网分解成对称修正网络，原网和不对称修正网络三大部分，基于叠加原理和多端口网络理论，导出了计及网络操作时计算电网任意复杂故障所需的全部公式。该方法的主要特点是：（1）计算过程中保持原网拓扑结构不变，计算过程简单；（2）对故障类型没有限制；（3）可自动适应网络拓扑结构变化；（4）既适用于相坐标也适用于序坐标。     

超导故障限流器接入电网后单相接地短路距离保护整定的改进措施

当电力系统发生单相接地短路时,超导故障限流器的接入会对其继电保护尤其是距离保护产生很大影响,以电阻型超导故障限流器接入电网为例,首先分析系统发生单相接地短路时限流器的接入对接地距离保护的影响,然后提出一种新的距离保护整定方法,最后采用PSCAD/EMTDC软件搭建模型仿真分析,结果表明在新的整定方式下,测量阻抗误差大大降低,超导故障限流器可以与线路距离保护正确地配合使用。     

饱和铁心型超导限流器对电力系统保护的影响

作为超导技术最典型的应用方案超导限流器（SFCL）能改善短路电流随系统规模扩大而快速增长的严峻情况,保障电网的稳定以及电气设备的安全,但同时对继电保护装置的正常运行也带来了影响。本文首先简要介绍了饱和铁心型超导限流器的结构和工作原理,之后详细分析了在电力系统中加装SFCL后对电流保护、距离保护、零序电流保护和纵联差动保护造成的影响,并在此基础上提出修改保护的整定值以及提高对SFCL的设计要求等解决办法以消除其对上述保护的影响,为SFCL在电力系统中的实际应用提供了参考。     

超导限流器引入配电系统后的短路行为仿真

借助EMTP对10 kV配电系统中引入超导限流器的短路行为进行了仿真。给出了超导限流器的数学模型,着重分析了超导限流器限流电阻和故障检测时间对短路电流峰值、非故障线电压、超导限流器上的电压的影响。仿真结果表明, 增大限流电阻可以显著降低短路电流的峰值,并有利于维持非故障线的电压,但限流器上的电压也会增加。故障检测时间是影响超导限流器性能的关键参数,快速故障检测对提高超导限流器的性能、降低开关开断后的恢复电压非常有利。     

超导故障限流器对自动重合闸和继保的影响

随着电网容量的扩大,我国电力系统短路电流水平不断增加,需要在系统中安装一种有效的故障限流器——超导故障限流器(SFCL),以改善随着电力系统规模不断扩大而导致短路电流水平不断增大的严峻情况,提高供电的可靠性和系统的安全性与稳定性,而电力系统中装设的许多复杂的自动重合闸和继电保护装置的正常工作会被引入的SFCL阻抗变化特性影响。为此在概述了SFCL的原理和分类后定量分析了电力系统中不同位置安装的SFCL对系统自动重合闸和继电保护装置的影响,最后给出了不同SFCL合理的安装位置和SFCL安装后继电保护装置新的整定方法。     

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%。     

高温超导直流限流器的研究与应用综述

实现快速有效的故障限流是直流系统控制保护的关键技术之一,利用超导特性研制的超导直流限流器具有理想的限流性能,近年来得到广泛研究和持续发展.以超导模块呈现的限流效果为依据,归纳了现有高温超导直流限流器的主要类别和工作原理,阐述了超导材料对超导限流器限流性能和适用性的影响,梳理了超导限流器在直流系统中的接入方案,并结合超导直流限流器、换流器和直流断路器的配合关系,提炼了直流系统对配置超导直流限流器的性能要求,总结了超导直流限流器的演变规律,并指出其未来的应用趋势.     

超导限流器对电力系统继电保护和暂态稳定的影响

电力系统的高速发展导致了系统短路电流水平急剧增加,超导限流器SFCL(Superconducting Fault Current Limiter)是目前最理想的限流装置.本文详细介绍了含有超导限流器的电力系统的功率特性,并利用等面积准则分析了系统暂态过程,在理论上解释了超导限流器对电力系统暂态稳定的影响;由于超导限流器在电力系统中应用会对继电保护产生影响,尤其是对于距离保护影响较为明显,本文后部分详细分析了超导限流器对距离保护的影响,提出了新的整定方法,最后通过仿真实例对新的方法进行了验证.