高溫超導(dǎo)限流器接入對超高壓輸電線路繼電保護(hù)的影響研究

1、高溫超導(dǎo)限流器接入對超高壓輸電線路繼高溫超導(dǎo)限流器接入對超高壓輸電線路繼電保護(hù)的影響研究電保護(hù)的影響研究ImpactoftheHighTemperatureSuperconductingFaultCurrentLimiterontheProtectionftheExtraHighVoltageTransmissionLine學(xué)科專業(yè)：電氣工程研究生：李超指導(dǎo)教師：李斌教授天津大學(xué)電氣與自動化工程學(xué)院二零一五年五月萬方數(shù)據(jù)摘要電力輸、配電

2、網(wǎng)絡(luò)規(guī)模日益擴(kuò)大，電網(wǎng)設(shè)備的脆弱性也相應(yīng)增加。大量分布式電源、儲能設(shè)備就近直接接入用戶，配電網(wǎng)故障電流增長非常迅速。另外，電網(wǎng)的裝機(jī)容量和各電壓等級網(wǎng)架建設(shè)得到高速發(fā)展，高電壓等級網(wǎng)架結(jié)構(gòu)大大加強(qiáng)，珠江三角洲、長江三角洲等地區(qū)基本形成雙回路內(nèi)外環(huán)網(wǎng)結(jié)構(gòu)。電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的加強(qiáng)滿足了負(fù)荷增長和可靠供電的需求，但同時也造成了短路容量的穩(wěn)步增長，使得原來的斷路器等一次設(shè)備不能再適應(yīng)系統(tǒng)的發(fā)展，這對電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性及現(xiàn)有的電氣設(shè)備構(gòu)成巨大威脅。正在

3、經(jīng)歷巨大發(fā)展機(jī)遇與革命性變化的電力系統(tǒng)已經(jīng)成為高溫超導(dǎo)技術(shù)最重要的應(yīng)用領(lǐng)域之一。超導(dǎo)限流器在電網(wǎng)正常運(yùn)行時表現(xiàn)為低阻抗，短路故障時迅速轉(zhuǎn)為高阻抗并有效限制短路電流。利用這一特性，超導(dǎo)限流器已成為一種有效的限流方法，并且其技術(shù)先進(jìn)性和工程實用性逐步得到認(rèn)可，這對于限制短路電流，保證電網(wǎng)安全運(yùn)行具有十分重要的意義。本文詳細(xì)地介紹了超導(dǎo)限流器的種類，國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀，及其發(fā)展趨勢，并重點分析了主動式飽和鐵心型高溫超導(dǎo)限流器的工作原理，阻抗特性及

4、限流效果。針對超導(dǎo)限流器的非線性特性，本文提出了一種新方法來模擬超導(dǎo)限流器的阻抗特性，有效、精確地分析了飽和鐵心型超導(dǎo)限流器接入線路發(fā)生故障后的電磁暫態(tài)特性。并在PSCADEMTDC仿真平臺實現(xiàn)了飽和鐵心型超導(dǎo)限流器的仿真實現(xiàn)，所得結(jié)果與理論結(jié)果完全吻合。分析了超導(dǎo)限流器接入超高壓輸電線路對距離保護(hù)的影響。距離保護(hù)是廣泛應(yīng)用中輸電線路的保護(hù)，通常作為超高壓輸電線路的后備保護(hù)。超導(dǎo)限流器接入超高壓輸電線路后，顯著改變了超導(dǎo)輸電線路的電壓電

5、流等電氣量，將對距離保護(hù)產(chǎn)生主要影響。本文對比了有無超導(dǎo)限流器對相間距離保護(hù)及單相距離保護(hù)測量阻抗的差異，分析產(chǎn)生這些影響的原因，并提出相應(yīng)的解決方案，為超導(dǎo)限流器的設(shè)計提供依據(jù)，為超導(dǎo)限流器的應(yīng)用提供技術(shù)保障。此外，本文還介紹了串聯(lián)電抗器的國內(nèi)外應(yīng)用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢，對比其超導(dǎo)限流對超高壓輸電線路的影響，并針對這些影響提出相應(yīng)的解決方案，使得限流設(shè)備與超高壓輸電線路繼電保護(hù)的能夠更好地相互配合。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：超導(dǎo)限流器串聯(lián)電抗器超高壓