高溫超導限流器接入對超高壓輸電線路繼電保護的影響研究

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

2、網(wǎng)絡規(guī)模日益擴大，電網(wǎng)設備的脆弱性也相應增加。大量分布式電源、儲能設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)的裝機容量和各電壓等級網(wǎng)架建設得到高速發(fā)展，高電壓等級網(wǎng)架結構大大加強，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)結構。電網(wǎng)結構的加強滿足了負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備不能再適應系統(tǒng)的發(fā)展，這對電網(wǎng)的穩(wěn)定性、安全性及現(xiàn)有的電氣設備構成巨大威脅。正在

3、經(jīng)歷巨大發(fā)展機遇與革命性變化的電力系統(tǒng)已經(jīng)成為高溫超導技術最重要的應用領域之一。超導限流器在電網(wǎng)正常運行時表現(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，超導限流器已成為一種有效的限流方法，并且其技術先進性和工程實用性逐步得到認可，這對于限制短路電流，保證電網(wǎng)安全運行具有十分重要的意義。本文詳細地介紹了超導限流器的種類，國內(nèi)外應用現(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限流器的工作原理，阻抗特性及

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

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