基于电阻型超导限流器的直流断路器的应用研究
发布时间：2021-09-02 04:46
当前,VSC-HVDC直流输电技术和基于VSC的直流配电技术发展迅速。然而,由于直流电流没有过零点,一旦发生短路故障,就会造成上升速度快、幅值高的短路电流,这给直流系统的故障开断带来了新的挑战,研制直流断路器的快速关断和提高关断电流的水平已经写入我国能源技术革命创新行动计划。针对直流短路电流难以切断这一难题,本文将超导限流技术与直流开断技术相结合,对基于超导限流器的直流断路器进行了研究,本文开展了如下的工作:首先,介绍目前超导限流器和直流断路器的分类及其研究现状,同时对直流输配电技术做了简介,分析了基于超导限流器的直流断路器研究的必要性和紧迫性。其次,介绍并分析了超导限流器、直流电弧、直流开断、直流断路器、直流断路器的控制保护、直流故障的基本原理,对基于超导限流器的直流断路器的研究做了理论基础工作。再次,设计了基于超导限流器的直流断路器的拓扑结构,并在MATLAB软件中对电阻型超导限流器进行了电气建模和参数选择,对基于超导限流器的直流断路器进行了结构设计和电气建模。最后,在MATLAB中搭建了220kV的VSC-HVDC直流输电系统和10kV的基于VSC的直流配电系统,并且将基于超导限...
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汞的R-T曲线
第一章绪论3（2）迈斯纳效应20世纪30年代，迈斯纳发现了超导体是完全抗磁体，其内部磁感应强度为零。迈斯纳效应是指超导体从正常态变到超导态时，超导电流形成的磁场与磁体磁场刚好抵消，使得磁感应强度B=0，这意味着超导体的净磁通密度为零[18]。图1.2中我们可以看到磁力线的分布，它是无法穿过超导体的内部的。图1.2迈斯纳效应示意图（3）临界特性上述两个效应是某种材料成为超导体的必要非充分条件。实验表明，超导态可以被外磁场所破坏。在低于临界温度CT的任一温度T下，当外加磁场强度H小于某一临界磁场值CH时，超导态可以保持。而当H大于CH时，超导态会被突然破坏而转变成正常态。除了临界温度以外，超导体还有两个临界值，分别是临界磁场强度CH与临界电流密度CJ。超导材料同时低于以上三个临界值时成为超导体。这三者不是相互孤立的关系而是相互制约的关系，只有同时低于这三者，超导体才会呈现超导态，否则超导体将会进入失超状态。我们称这三个临界值为超导电性。如图1.3所示，在以三个临界值为坐标轴的三维曲面中，超导体位于曲面内部时才是超导状态。图1.3临界特性示意图1.2.1.3现代限流技术要求
第一章绪论3（2）迈斯纳效应20世纪30年代，迈斯纳发现了超导体是完全抗磁体，其内部磁感应强度为零。迈斯纳效应是指超导体从正常态变到超导态时，超导电流形成的磁场与磁体磁场刚好抵消，使得磁感应强度B=0，这意味着超导体的净磁通密度为零[18]。图1.2中我们可以看到磁力线的分布，它是无法穿过超导体的内部的。图1.2迈斯纳效应示意图（3）临界特性上述两个效应是某种材料成为超导体的必要非充分条件。实验表明，超导态可以被外磁场所破坏。在低于临界温度CT的任一温度T下，当外加磁场强度H小于某一临界磁场值CH时，超导态可以保持。而当H大于CH时，超导态会被突然破坏而转变成正常态。除了临界温度以外，超导体还有两个临界值，分别是临界磁场强度CH与临界电流密度CJ。超导材料同时低于以上三个临界值时成为超导体。这三者不是相互孤立的关系而是相互制约的关系，只有同时低于这三者，超导体才会呈现超导态，否则超导体将会进入失超状态。我们称这三个临界值为超导电性。如图1.3所示，在以三个临界值为坐标轴的三维曲面中，超导体位于曲面内部时才是超导状态。图1.3临界特性示意图1.2.1.3现代限流技术要求
【参考文献】：
期刊论文
[1]超导限流式无弧分断直流断路器研究[J]. 张文昱,章宝歌,王东豪,许兰民. 低温与超导. 2019(11)
[2]混合式高压直流断路器研究现状综述[J]. 沙彦超,蔡巍,胡应宏,龙凯华,徐党国,李大卫. 高压电器. 2019(09)
[3]昆柳龙直流不同运行方式下广西电网安全稳定分析[J]. 郭华,王德付,陈凌云,王琼芳. 电力科学与工程. 2019(08)
[4]基于超导限流器的直流断路器的应用研究[J]. 吴杰,薛太林,靳贰伟. 自动化与仪表. 2019(08)
[5]适用于中压直流配电网的新型多端口机械式直流断路器[J]. 李斌,马久欣,温伟杰,刘海金,陈争光,王一振. 高电压技术. 2019(08)
[6]基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略[J]. 刘中原,王维庆,王海云,袁成玉,王亮,李永钦,丁文彬. 电力建设. 2019(02)
[7]直流电网中超导限流器与高压直流断路器的协调配合方法[J]. 赵坚鹏,赵成勇,许建中,郭春义. 电力自动化设备. 2018(11)
[8]高压直流断路器开断试验方法综述[J]. 陈名,徐敏,黎小林,张祖安,许树楷,李岩,袁召,何俊佳. 高压电器. 2018(07)
[9]基于可控硅串联技术的新型固态高压直流断路器[J]. 胡徐铭,王丰华,周荔丹,姚钢. 电测与仪表. 2018(05)
[10]电阻型高温超导限流器暂态电阻特性分析[J]. 龚珺,诸嘉慧,方进,陈盼盼,丘明. 电工技术学报. 2018(09)
博士论文
[1]VSC-HVDC电缆保护与故障测距方法[D]. 赵普.山东大学 2018
[2]面向高压电网的经济型故障限流器的关键技术研究[D]. 唐宗华.山东大学 2013
[3]柔性直流输电系统控制策略研究及其实验系统的实现[D]. 梁海峰.华北电力大学（河北） 2009
[4]桥路型高温超导故障限流器及其限流新方法研究[D]. 朱青.湖南大学 2008
[5]超导故障限流器的研究[D]. 张绪红.湖南大学 2004
硕士论文
[1]高压混合直流断路器及其关键技术研究[D]. 刘明政.山西大学 2019
[2]直流配电网电能质量分析与评估[D]. 吕海霞.山东大学 2019
[3]中压直流配电网的接入方式与储能研究[D]. 于悦.浙江大学 2019
[4]混合型超导限流器与电力系统继电保护的协调配合[D]. 米警伟.山西大学 2018
[5]直流配电网电压控制策略研究[D]. 吴磊.哈尔滨工业大学 2018
[6]双臂架构的混合型直流断路器拓扑结构及控制策略研究[D]. 姜朋.东北电力大学 2018
[7]船舶电力系统短路故障及其稳定性研究[D]. 李南虬.哈尔滨工程大学 2018
[8]直流配电系统故障分析及保护配置研究[D]. 石维特.北京交通大学 2017
[9]超导型故障限流器电磁暂态建模研究[D]. 覃炎洁.贵州大学 2017
[10]可控桥式限流器的设计及其超导应用仿真研究[D]. 游虎.电子科技大学 2017
本文编号：3378340
【文章来源】：山西大学山西省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
汞的R-T曲线
第一章绪论3（2）迈斯纳效应20世纪30年代，迈斯纳发现了超导体是完全抗磁体，其内部磁感应强度为零。迈斯纳效应是指超导体从正常态变到超导态时，超导电流形成的磁场与磁体磁场刚好抵消，使得磁感应强度B=0，这意味着超导体的净磁通密度为零[18]。图1.2中我们可以看到磁力线的分布，它是无法穿过超导体的内部的。图1.2迈斯纳效应示意图（3）临界特性上述两个效应是某种材料成为超导体的必要非充分条件。实验表明，超导态可以被外磁场所破坏。在低于临界温度CT的任一温度T下，当外加磁场强度H小于某一临界磁场值CH时，超导态可以保持。而当H大于CH时，超导态会被突然破坏而转变成正常态。除了临界温度以外，超导体还有两个临界值，分别是临界磁场强度CH与临界电流密度CJ。超导材料同时低于以上三个临界值时成为超导体。这三者不是相互孤立的关系而是相互制约的关系，只有同时低于这三者，超导体才会呈现超导态，否则超导体将会进入失超状态。我们称这三个临界值为超导电性。如图1.3所示，在以三个临界值为坐标轴的三维曲面中，超导体位于曲面内部时才是超导状态。图1.3临界特性示意图1.2.1.3现代限流技术要求
第一章绪论3（2）迈斯纳效应20世纪30年代，迈斯纳发现了超导体是完全抗磁体，其内部磁感应强度为零。迈斯纳效应是指超导体从正常态变到超导态时，超导电流形成的磁场与磁体磁场刚好抵消，使得磁感应强度B=0，这意味着超导体的净磁通密度为零[18]。图1.2中我们可以看到磁力线的分布，它是无法穿过超导体的内部的。图1.2迈斯纳效应示意图（3）临界特性上述两个效应是某种材料成为超导体的必要非充分条件。实验表明，超导态可以被外磁场所破坏。在低于临界温度CT的任一温度T下，当外加磁场强度H小于某一临界磁场值CH时，超导态可以保持。而当H大于CH时，超导态会被突然破坏而转变成正常态。除了临界温度以外，超导体还有两个临界值，分别是临界磁场强度CH与临界电流密度CJ。超导材料同时低于以上三个临界值时成为超导体。这三者不是相互孤立的关系而是相互制约的关系，只有同时低于这三者，超导体才会呈现超导态，否则超导体将会进入失超状态。我们称这三个临界值为超导电性。如图1.3所示，在以三个临界值为坐标轴的三维曲面中，超导体位于曲面内部时才是超导状态。图1.3临界特性示意图1.2.1.3现代限流技术要求
【参考文献】：
期刊论文
[1]超导限流式无弧分断直流断路器研究[J]. 张文昱,章宝歌,王东豪,许兰民. 低温与超导. 2019(11)
[2]混合式高压直流断路器研究现状综述[J]. 沙彦超,蔡巍,胡应宏,龙凯华,徐党国,李大卫. 高压电器. 2019(09)
[3]昆柳龙直流不同运行方式下广西电网安全稳定分析[J]. 郭华,王德付,陈凌云,王琼芳. 电力科学与工程. 2019(08)
[4]基于超导限流器的直流断路器的应用研究[J]. 吴杰,薛太林,靳贰伟. 自动化与仪表. 2019(08)
[5]适用于中压直流配电网的新型多端口机械式直流断路器[J]. 李斌,马久欣,温伟杰,刘海金,陈争光,王一振. 高电压技术. 2019(08)
[6]基于VSG技术的VSC-HVDC输电系统受端换流器控制策略[J]. 刘中原,王维庆,王海云,袁成玉,王亮,李永钦,丁文彬. 电力建设. 2019(02)
[7]直流电网中超导限流器与高压直流断路器的协调配合方法[J]. 赵坚鹏,赵成勇,许建中,郭春义. 电力自动化设备. 2018(11)
[8]高压直流断路器开断试验方法综述[J]. 陈名,徐敏,黎小林,张祖安,许树楷,李岩,袁召,何俊佳. 高压电器. 2018(07)
[9]基于可控硅串联技术的新型固态高压直流断路器[J]. 胡徐铭,王丰华,周荔丹,姚钢. 电测与仪表. 2018(05)
[10]电阻型高温超导限流器暂态电阻特性分析[J]. 龚珺,诸嘉慧,方进,陈盼盼,丘明. 电工技术学报. 2018(09)
博士论文
[1]VSC-HVDC电缆保护与故障测距方法[D]. 赵普.山东大学 2018
[2]面向高压电网的经济型故障限流器的关键技术研究[D]. 唐宗华.山东大学 2013
[3]柔性直流输电系统控制策略研究及其实验系统的实现[D]. 梁海峰.华北电力大学（河北） 2009
[4]桥路型高温超导故障限流器及其限流新方法研究[D]. 朱青.湖南大学 2008
[5]超导故障限流器的研究[D]. 张绪红.湖南大学 2004
硕士论文
[1]高压混合直流断路器及其关键技术研究[D]. 刘明政.山西大学 2019
[2]直流配电网电能质量分析与评估[D]. 吕海霞.山东大学 2019
[3]中压直流配电网的接入方式与储能研究[D]. 于悦.浙江大学 2019
[4]混合型超导限流器与电力系统继电保护的协调配合[D]. 米警伟.山西大学 2018
[5]直流配电网电压控制策略研究[D]. 吴磊.哈尔滨工业大学 2018
[6]双臂架构的混合型直流断路器拓扑结构及控制策略研究[D]. 姜朋.东北电力大学 2018
[7]船舶电力系统短路故障及其稳定性研究[D]. 李南虬.哈尔滨工程大学 2018
[8]直流配电系统故障分析及保护配置研究[D]. 石维特.北京交通大学 2017
[9]超导型故障限流器电磁暂态建模研究[D]. 覃炎洁.贵州大学 2017
[10]可控桥式限流器的设计及其超导应用仿真研究[D]. 游虎.电子科技大学 2017
本文编号：3378340
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