高电压大容量化是故障限流器的主要发展目标,而所需核心设备的经济性、易获取性是实现工程实用化不可或缺的关键因素。经济型故障限流技术的提出,概括性地涵盖了这一领域,并为实现故障限流器的大容量化提供了一个新的研究范畴。本书中重点介绍的三种代表性的经济型故障限流器,以其在拓扑结构、响应时间、大容量化应用等方面的优势而成为该技术领域的新兴研究方向。
基于氧化锌避雷器、可控并联放电间隙和快速合闸开关的故障限流器,充分利用了氧化锌避雷器良好的动态工作特性,但其吸能容量有限,而将放电间隙和快速合闸开关并联于避雷器,并在时序控制下次第动作,从而可较好地保证响应时间短、可大容量化等优点。
基于快速开关的故障限流器,拓扑结构简单,除电容器和串联电抗器外只需并联一台快速开关,并在规定时间内合闸将电容器短路退出即可。限流器的响应时间取决于快速开关的动作时间,因此,研制快速可控的开关操动机构成为关键所在。鉴于快速开关的通流能力较大,容易实现故障限流器的大容量化。
基于永磁偏置饱和原理的故障限流器,利用铁磁材料自身的动态磁化特性而工作,其中铜绕组、软磁铁心和永磁体都是非常容易获得的部件。实现该种限流器大容量化的关键,在于磁拓扑及其参数的优化设计,既涉及技术层面的优化,也涉及经济层面的优化。(www.daowen.com)
上述三种经济型故障限流技术,均已在中低压、中小容量条件下获得实验验证,且具备了高压大容量化的理论基础、技术实现方法与工程设计规范,有望在高压电网中较早获得应用。
作为新型的电磁装备,经济型故障限流器的研制和工程应用必然会对电网运行带来新的影响,研究此时的电力系统暂态稳定、继电保护、断路器开断特性、经济性评估等问题,正成为经济型故障限流技术的新兴交叉研究点。这些问题的深入研究反过来也会促进故障限流拓扑及其工程应用技术的进一步发展。
当今电网正朝着数字化、自动化、信息化、互动化的方向发展,而智能电网技术的提出又为其注入了新的活力并焕发勃勃生机。智能电网在实现上可分为智能监测、智能装备、智能系统三个相互关联的物理层次,其中电磁装备是支撑智能电网的核心物理基础。作为智能化电磁装备技术的重要分支,经济型故障限流技术具有远大的发展与应用前景。随着各种新材料与新技术的涌现,经济型故障限流技术的未来发展走向,不仅表现为各种丰富多彩的拓扑结构,而且还体现在监测与控制的自动化以及工作特性的柔性化,为解决电力系统日益突出的短路故障问题,以及保障智能电网的安全、稳定与可靠运行奠定不可或缺的装备基础。
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