桥式超导故障限流器的数字仿真研究.pdfVIP

维普资讯 第34卷 第23期 继 电器 RELAY Vo1．34 No．23 24 2006年12月1日 Dec．1．2006 桥式超导故障限流器的数字仿真研究 马幼捷，刘富永，周雪松，弓晋霞 (天津理工大学，天津 300191) 摘要：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，时电力系统运行无影响：3-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。 关键词：电力系统； 超导故障限流器； 超导线圈；短路故障： 断路器 中图分类号：TM71l 文献标识码：A 文章编号 ：1003-4897(2006)23-0024-05 串联的断路器 CB用于开断被降低的故障电流，DC 0 引言 用于向超导线圈提供偏流 正常运行期间调节 随着我国国民经济的发展，电力系统容量快速 DC使 。=Io(，0是偏压源DC提供给超导线圈偏流 增长，导致电网短路功率及故障短路电流迅速增大， 的初始值)，使，0大于线路电流i的峰值，于是二 电力系统安全稳定性问题越来越重要…。为了保 极管桥路始终导通，除桥路上有较小的正向电压降 证稳定地输送大容量 、高质量的电能，继电保护装置 以外，SFCL对 不表现出任何阻抗。故障状态下 等必须满足高值短路电流带来的更严格的要求。超 的幅值增大到 时，在 正半周内二极管D 和 导故障限流器 (SFCL)能在亚毫秒级内有效限制故 D不导通，而在负半周内D 和 D 不导通，超导线 障电流，显著降低高压断路器的开断容量，它集检 圈就被 自动地串接入线路，故障电流就被大电感 测、转换和限流于一身，是一种有效的电力系统故障 所限制。由于超导线圈是 自动投入或退出限流状 保护装簧。 态，限流器反应时问、恢复时问几乎为零 。 超导故障限流器 (SFCL)是近年来新兴交叉学 科——超导电力技术的一个重要研究课题，是现代 电力系统中新兴的重要元件，属于灵活交流输电技 术FACTS(FlexibleACTransmissionSystem)的研究 范畴，根据是否利用超导体的失超特性限流，分为失 超型和不失超型。其中不失超型超导故障限流器与 现代电力电子技术相结合，美国洛斯阿拉莫斯国家 实验室(LANL)和西屋电气公司(WestinghouseElec- 图1 桥式超导故障限流器 tricCorporation)于 1982年首先提出了桥路型SFCL Fig．1 Schematicdiagram ofSFCLwithadiodebridge 的概念，并成功研制了一台桥路型SFCL，该限流器 属于不失超型超导故障限流器的一种 J。 设4个二极管 D ～D 的电流分别为 i。、iD2、i。， 和 i(参考方向如图1所示)，线路电流为： 1 桥路型SFCL拓扑及仿真分析