故障电流限制器原理及应用简介.pptxVIP

故障电流限制器原理及应用简介;目 录;1 概念及分类;2 基于超导技术的FCL;①中的触发线圈为极细丝超导电缆无感绕制而成，失超时呈现较大的电阻来限流，限制线圈用于限制过电压、保护触发线圈；②中的SFCL由超导屏蔽筒、铜绕组和铁芯同轴配置而成，正常运行时铜绕组产生的磁通被完全屏蔽，装置表现为低阻状态，故障时因超导筒内的电流密度超过临界值而失超，装置阻抗增大从而起到限流作用；⑤为饱和铁芯电抗器型SFCL，由一对铁芯电抗器组成，每个铁芯上有一个交流铜绕组和一个直流超导绕组，两个交流绕组极性相反，正常运行时铁芯因超导线圈的直流偏磁作用而处于饱和状态，装置呈现低阻，故障电流时由于交流绕组交替的去饱和作用，保证总有一个铁芯处于不饱和状态，装置呈现阻抗而限流；④为桥路型SFCL，正常运行时由于直流源对超导线圈L的偏流使得二极管桥路始终处于导通状态，故障时桥路截止，电流流过具有一定阻抗的超导线圈L，故障电流得到限制。 ;2.3 历史及实物 国外对SFCL的研究始于上世纪90年代中期，我国的研究则始于本世纪初。中国科学院电工研究所在国家超导联合研究与开发中心的资助下采用低温超导线圈研制10.5kV/1.5kA桥路型SFCL工业样机，于2005年8月14日在湖南娄底电业局110kV高溪变挂网运行。由北京云电英纳超导电缆有限公司和天津市机电工业控股集团公司联合，在研制出220V/3000A单相样机和380V三相样机的基础上，于2007年初研制出35kV/1.2kA/90MVA饱和铁芯型SFCL，并于2009年4月10日在云南昆明供电局220kV普吉变电站成功挂网，目前正在研制220kV的SFCL样机。东北大学物理系在国家自然科学基金的资助下联合西北有色金属研究院开展了磁屏蔽型SFCL的研究，并完成了一台实验室样机。另外，清华大学、华中科技大学、浙江大学、湖南大学也在开展SFCL的相关研究工作。 ;;3 基于电力电子技术的FCL;; 特点：成本很高，技术复杂，适合于超高压电力系统。 ;4 基于爆破切割技术的FCL;德国ABB公司的Is-Limiter：快速隔离器采用管式结构。产品额定电压12kV，额定电流4000A，额定短路开断电流210kA；额定电压36kV时最大额定电流2500A ，额定短路开断电流140kA。;;; FSR短路电流限制器（合肥公司）： 额定电压3.6kV～14kV，额定电流2000~4000A，隔离器导电体为管式结构，传感器外置，电子控制器在低压侧，采用高压脉冲变压器触发。需要在主回路上并联高能氧化锌电阻，隔离器外壳多孔排气，大电流时需要多桥体并联。;4.3 工作原理;动作原理示意图;;4.5 工程应用;5 其它类型的FCL;图5.1 基于电磁斥力机构快速真空开关的FCL; 故障电流限制器的发展趋势及方向：响应及恢复时间短、限流效果可控、可重复使用、宽额定电流范围、高可靠、低功耗、运行维护简便、结构紧凑、成本合理、环境友好。 6.1 响应及恢复时间 FCL的检测装置能快速识别故障电流并作出响应，启动限流元件将故障电流限制到预期的水平内。完成限流后，FCL的限流元件可以快速恢复到正常运行状态，以备下次故障时再使用，对于要求自动重合闸的系统这一特性显得尤为重要。 6.2限流效果可控 限流效果可以通过两个方面加以描述。其一是 FCL限流元件的启动电流，即FCL开始起作用的最小电流；其二是限流系数，即经过FCL后电路中实际出现的峰值电流与预期故障电流的最大峰值电流的比值。显然，这两个指标的量值表示限流效果的好坏，具体量值应该根据FCL的应用方式及安装位置的实际情况合理设计或整定，不应单方面追求过强的限流效果而忽视了实用性及FCL产品成本的控制。;6.3 可重复使用 可以多次使用而不是单次使用，可重复使用的次数是FCL的重要技术指标。目前SFCL及基于电力电子技术的FCL具备多次使用的特性。 6.4宽额定电流范围 对于高压领域，额定电流的范围要求630A~6300A，在发电机出口使用的限流器根据发电机容量对额定电流的要求经常会更高。 6.5 高可靠 FCL一般装备在电力系统的关键节点上，其可靠性直接关系到电力系统的安全性，拒动、误动、失效是不允许的。另外，若需要经常性的维护或保养则会使运行成本急剧上升，影响FCL的适用性。 6.6 低功耗 FCL装置本身应改具有低功耗特性，即低无功损耗和低有功损耗。巨大的能耗或电压降落会明显影响其运行的经济性，增加用户的运行成本甚至失去适用性。;6.7 其它方面 ◆ 运行维护简便：便于运行维护是FCL产品推广应用的前提； ◆ 结构紧凑：FCL装