超導限流器全稱為超導故障電流限制器(SFCL),主要是利用超導體的超導態,正常態轉變的物理特性,實現對故障短路電流的限制,提高電網的暫態穩定性。
超導限流器的工作原理
超導限流器(英文縮寫SFCL)是利用超導材料的超導態––正常態(S–N)轉變特性及一些輔助部件,在線路出現故障時產生一個適當的阻抗來實現限流。當故障線路被斷開或故障消失后,限流器自動復位。限流器可在高電位運行,正常運行時表現為零阻抗或極小阻抗,幾乎無損耗地通過額定電流;故障時可在幾毫秒內作出反應,根據需要把短路電流限制在額定電流的兩倍左右。觸發、復位均自動,限流效果顯著,實現了取樣、檢測、觸發、限流、復位一體化。
根據限流方式,限流器可分為電阻(R)型、電抗(L)型和R+jwL型。
電阻型限流器的原理最簡單。線路正常運行時,流過限流器的交流電流最大值小于臨界電流Ic。出現短路故障時,短路電流超過Ic,限流器失超,在線路中表現為一個電阻,起到限流作用。電抗型限流器主要是利用超導體的S–N轉變改變各個線圈電流的分布,以實現限流功能。正常運行時,限流線圈的磁通被與其耦合的其它線圈的磁通所抵消,表現為低阻抗。發生故障時,超導部件失超,從而改變各線圈電流的分布情況,使限流線圈呈現一個較大阻抗,以實現限流。R型、L型限流器結合在一起,可組成R+jwL型限流器。據日本電氣學會1999年介紹:高電阻R型限流器效果最好,不僅限制故障電流,還提高電網的穩定性。
超導限流器優點
1、動作速度快,反應時間小于20ms(在一個電力周波內);
2、可在電力系統故障時自動觸發;能將短路電流減少一半以上;
3、故障線路被斷路器開斷后,能快速自動復位并在幾秒之內多次動作,以配合重合閘;
4、正常運行時,功耗應接近于零,最大不能高于輸送功率的0.25%;
5、可靠性應高于與其同時運行的斷路器。
超導限流器缺點
1、正常運行時功耗大;
2、動作反應慢;
3、對電網的穩定性有一定影響。
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