超导故障限流器的研究现状及其应用

超导故障限流器(Superconducting Fault Current Limiter,SFCL)是利用超导体的基本特性,有效限制电力系统故障短路电流,提高电网安全性和稳定性的一种新型电力设备。文中在综合大量文献的基础上,对超导故障限流器进行了一种较为系统的分类。基于该种分类,结合目前国内外的研究现状,就电阻型、磁屏蔽型、饱和铁芯电抗器型、桥路型SFCL的工作原理作了详细的分析介绍,还给出了它们在电力系统中的安装位置。最后,对超导故障限流器的研究中存在的问题及其发展趋势做了说明。     

中心切割式多维气相色谱/质谱系统中中点限流器的改进及其在卷烟烟气中苯并[a]芘检测中的应用

对多维气相色谱的核心部件中点限流器进行了改进,用一段0.25mm i.d.毛细管柱取代石墨限流管,Y形玻璃压合连接器取代两孔石墨垫,显著提高了一维色谱保留时间的稳定性,保证了中心切割范围的准确性,且消除了石墨对苯并[a]芘的吸附残留。同时,将本系统应用于卷烟烟气中苯并[a]芘的检测。采用剑桥滤片捕集烟气粒相物,环己烷萃取,以氘代苯并[a]芘为内标,直接用中心切割式多维气相色谱/质谱(MDGC/MS)法测定。该法线性关系良好,其线性范围为1.47～29.4μg/L(r2=0.999 9);重复性好,测得实际样品中苯并[a]芘含量的相对标准偏差(RSD)为1.94%;回收率为90.74%～101.86%;检出限和定量限分别为0.31ng/支及1.03ng/支,可以满足检测要求。应用本系统对2R4F参比卷烟烟气中苯并[a]芘进行了检测,结果与文献报道值基本一致。     

基于超导磁体和电力电子的新型桥路超导限流器

基于超导磁体和电力电子技术，提出了一种新型的超导限流器．它具有响应速度和恢复速度快的优点，且能够有效地降低运行损耗、提高短路电流缩减率．这种新型超导限流器可能是实用化超导限流器的发展方向之一．本文介绍了这种新型超导限流器的原理试验结果，并介绍了10．5kV/1．5kA三相高温超导限流器并网示范样机的阶段进展．     

一种新型桥路型HTSFCL的实验研究

在研究一种新型桥路型高温超导限流器的限流原理的基础上，研制开发了一台三相600V、故障电流峰值100A的实验室样机．本文介绍了该限流器的功率电路、控制器、低温容器和高温超导磁体等部分的结构特点和功能．在三相系统中进行了各种短路故障限流实验，结果表明该限流器有较强的限流能力和重合闸能力，说明新型高温超导限流器的研究对改善电网动态性能和提高电网电能质量有十分重要的意义．     

饱和铁芯型超导限流器对距离保护的影响

饱和铁芯型超导限流器SCFCL(Saturated Core Superconducting Fault Current Limiter)是一种较为理想的高电压限流器,利用其技术特点可以实现无时限的明显限流作用,有着广泛的运用前景。距离保护能够很好的满足高电压复杂网络快速、精确切除故障的要求,其主要元件阻抗继电器是现阶段普遍应用的高性能继保装置。SCFCL在高压输电网络的接入会对距离保护产生很大影响,运用PSCAD搭建500kV输电线路模型,详细分析限流器接入前后不同短路故障类型及故障距离对线路距离保护的影响。     

高压电阻型超导限流器制冷工质中的气泡研究

电阻型超导限流器具有结构简单、响应快、正常态无阻抗等特点,是解决电网故障电流超标的技术方法之一。面向高压应用场景,由于系统电压水平高、限流过程中产热多,产生了一些异于中低压应用场景的新问题,制冷工质中的气泡问题就是其中之一。文中总结讨论了工质在正常工况下和限流过程中的气泡由来和规律,分析了气泡对系统电气绝缘和机械安全性等可能产生的影响。文中提出的问题,是高压电阻型超导限流器实用化研究亟待明确解决的问题。     

超导故障限流器的数学模型研究

文中总结了几种超导故障限流器的模型。在数学模型的基础上 ,阐述了超导材料的温升、失超传播速度和临界电流密度对超导故障限流器性能的影响     

二代高温超导带材失超电阻的交-直流等效计算方法

超导故障限流器具有通态损耗低、响应速度快等优点,是一种应用场景广阔的超导电力设备,但二代高温超导带材失超电阻的有效计算较困难,难以同时满足计算精度和速度的要求。本文对YBCO高温超导带材进行交流和直流过电流冲击实验,测量了短路故障电流作用下带材的失超电阻特性。结果表明,带材失超电阻与积累能量具有一一对应关系,且该对应关系在交流和直流工况下一致。以此为理论基础,搭建了基于电阻-能量关系的电阻型超导限流器失超电阻计算模型,提出了交直流等效失超电阻分析方法,可用交流冲击实验等效替代直流实验,降低实验与仿真建模的难度。     

基于分裂电抗器的开关转换型超导直流限流器

多端柔性直流电网技术的发展面临快速限制短路电流的巨大挑战。超导直流限流器被认为是故障限流的最有效解决方案之一。提出了一种基于分裂电抗器的开关转换型超导直流限流器,该限流器通过限流单元(分裂电抗器的绕组由YBCO带材绕制)与固态开关相配合,稳态时,限流器呈并联结构,等效电感小,运行损耗低;故障发生后,限流器转换为串联结构,并受大电流冲击而失超,产生较大的限流电阻,能够有效限制短路电流。基于MATLAB/Simulink建立了超导限流器模型,仿真分析了限流过程中的电流变化情况,对比分析了开关动作前后的限流情况,验证了该限流器的可行性。