220kV饱和铁心型超导限流器与输电线路距离保护的配合研究

发布时间：2020-08-01 22:12

【摘要】：输配电网络规模的扩大和电网互联程度的提高在满足电力负荷增长,电能质量提高,供电可靠性增强的同时导致了系统中某些节点的短路电流严重超标,当短路电流超过断路器的最大遮断容量时,系统运行的安全性将受到威胁。传统的限流措施虽然能在一定程度上限制短路电流的增大,但存在降低供电可靠性、灵活性,增加网损的缺点,并不能从根本上解决问题。随高温超导材料的问世及超导电工技术的发展,饱和铁心型超导限流器(Saturated Iron-core Supercondutive Fault Current Limiter,SISFCL)以稳态低阻抗、故障时阻抗转变迅速、限流态高阻抗、限流过程不失超的优点被重点关注。SISFCL的接入既能保全电力互联带来的好处,又能最大程度的限制短路电流,使系统始终处于安全稳定的运行状态,而电力系统短路故障时SISFCL作为一个感性阻抗,在限流的同时又会对电气量的测量造成干扰。为推进SISFCL在电力系统中应用,有必要研究它与电力系统的一系列兼容性问题,如SISFCL与输电线路距离保护的配合问题。本文对220kV SISFCL与输电线路距离保护的配合进行分析研究,首先概括了超导技术的发展及应用,超导限流器的分类;其次总结了SISFCL的发展及国内外研究现状。再次,详细的介绍了SISFCL的结构及其工作原理,在ANSYS Maxwell有限元分析软件中建立了SISFCL的几何模型,采用解析法及能量法计算得到了超导限流器的稳态及限流态阻抗随交流绕组电流的变化情况;利用几何参数及数学模型在PSCAD软件中建立了SISFCL的仿真模型;将SISFCL接入高压输电线路中,仿真计算了故障电流缩减率,并分析了它对输电线路纵连电流差动保护、零序电流保护的影响。最后,以单电源供电系统为例分析了SISFCL对输电线路各段距离保护的影响,介绍了重设整定值、实时调整阻抗圆、改变接线方式三种提高超导限流器与输电线路距离保护配合的方法,并对三种方法进行了仿真验证,为饱和铁心型超导限流器在电力系统中的应用提供参考。
【学位授予单位】：兰州交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TM471
【图文】：

1.1电阻型超导限流的结构如图1.2所示，桥路型超导限流器主要由二极管桥路、超导绕组L、偏置电源Ub 组成。在系统正常运行时，直流偏置电源使流经超导绕组的电流iL 大于线路电流iac 的幅值，四个二极管均导通，限流器处于低阻状态；系统发生短路故障时，线路电流iac 大于iL，在iac 的正半周二极管D1、D2 导通，在iac 的负半周二极管D3、D4 导通，在iac 的整个周期内超导绕组始终串联在线路中，限流器处于高阻状态来抑制短路电流。桥路型超导限流器有动作响应快、不失超、正常运行时无谐波的的优点

20kVSISFCL的三相六铁心布局

单相SISFCL的工作原理

【参考文献】

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本文编号：2778080