新型故障電流限制器對電力系統(tǒng)的影響論文

時間：2021-04-04 18:21:26 畢業(yè)論文范文我要投稿

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　　【摘要】本文通過總結(jié)故障限流器的拓撲結(jié)構(gòu)和應用性能，提出一種創(chuàng)新型的故障限流器，并進行了ATPDraw軟件仿真實驗，證明新型的故障電流限制器在限制電流方面，可以達到更好的效果。

新型故障電流限制器對電力系統(tǒng)的影響論文

　　【關鍵詞】故障電流限制器；拓撲結(jié)構(gòu)；短路故障

　　作者簡介：閆方愛（1978—），女，山東臨沂人，大學本科，助理工程師，現(xiàn)供職于沂水縣黃山鋪鎮(zhèn)政府，研究方向：電器工程及其自動化

　　1引言

　　隨著中國國民經(jīng)濟實力的迅速提高，無論是人民日常生活還是工業(yè)化制造，對電力能源的需求都在不斷的增加，而電路網(wǎng)在擴大整個儲備容量的同時，也導致了短路事故發(fā)生率的增長[1-3]。電力系統(tǒng)發(fā)生短路故障后無論從經(jīng)濟上還是人力上造成的損失和影響是很大的，為了防止此類現(xiàn)象的發(fā)生，在防止短路發(fā)生的同時，應該積極研究新型和可靠的故障限流器，盡量使得短路電流發(fā)生后將其限制在一定范圍內(nèi)，從而最大限度的減少帶來的損失。

　　2故障電流限制器的工作原理和拓撲結(jié)構(gòu)

　　機械開關型故障電流限流器當系統(tǒng)正常工作時，機械開關S呈現(xiàn)斷開狀態(tài)，L與C串聯(lián)，且處于諧振狀態(tài)，其中電阻值的大小為零；當系統(tǒng)突然出現(xiàn)短路故障時，開關S呈現(xiàn)閉合狀態(tài)，L和C構(gòu)成并聯(lián)諧振，進而起到限制短路電流的作用。但機械開關也存在許多不足之處，最主要的就是反應速度很慢，而且操作不方便，不能達到限制短路電流峰峰值的目的。因此機械開關型故障限流器一直沒有在實際生活中得到應用[4]�；陲柡碗娍蛊鞯拇�(lián)諧振型故障限流器由飽和電抗器LB、電容器C和電感器L組成，如圖2所示，使用了飽和電抗器中的短路高電流飽和特性作為基礎的電容器，在正常工作的串聯(lián)諧振條件下，達到了短路故障電流被抑制的效果。在故障被清除時，該反應器立即失去飽和，立即進入到冷凝器串聯(lián)諧振白色自動恢復狀態(tài)，正常操作期間的小的損失。這種類型的FCL在反應器中為電源頻率的過電壓保護電容器電磁暫態(tài)可能發(fā)揮作用，電容器，電抗器可以通過電壓保護起到防震的作用[5,6]。

　　3基于機械開關的新型故障限流器設計

　　3.1新型故障電流限制器的拓撲結(jié)構(gòu)

　　本文設計的新型故障電流限制器的拓撲結(jié)構(gòu)如圖3所示，該限流器能夠?qū)Υ?lián)補償進行有效操控，可以限制電流的大小。當系統(tǒng)正常工作時，IEGT開關處于關閉狀態(tài)，電容器C的容抗與串聯(lián)電感L2相比較大，因此可以起到補償效果。當系統(tǒng)發(fā)生故障時，不穩(wěn)定的電流會被檢測裝置偵測到。當超過電容設定閾值后，控制裝置將會與IEGT連接。在IEGT中有兩個通道進行交替導通，通過對電感和電容選擇合理的參數(shù)，就可以獲得很大的阻抗，與電感共同作用達到限制電流的目的。另外還可以根據(jù)監(jiān)測到的短路電流的大小來調(diào)整IEGT的角度，從而達到不同的電流限制程度。通過調(diào)整σ的角度大�。é业娜≈捣秶�0-90度），改變經(jīng)過的電流大小，從而實現(xiàn)調(diào)整電抗的目的。

　　3.2新型故障限流器限流仿真

　　ATPDraw（AlternativeTransientsProgramDraw，簡寫ATPDraw）是EMTP中ATP版本下的一個圖形處理軟件，界面的操作性非常強大[7]。圖4是單電源狀態(tài)下，整個電路單相圖的分布，檢查故障電流限制器能否有效地實現(xiàn)快速地限制短路電流，而對使用的軟件系統(tǒng)中所示的'分布利用ATPDraw兩種短路（對稱短路和單相短路）進行實驗仿真。假設故障發(fā)生在與母線相距1千米處，0.05s時發(fā)生三相短路故障，這種概率在實際情況中大約有百分之五到百分之十。雖然比例不是很大，但是此種情況對整個系統(tǒng)造成的影響最大[8,9]。圖6給出了無限制電流器情況下，三相短路電流隨時間的變化圖。由圖可知，當電流超過15kA時，短路電流會對導體元件產(chǎn)生巨大作用力，從而可能破壞設備。增添限制電流器后，短路電流峰值由沒有電流限制器時的17.19kA降到了2.99kA，從而起到了很好的限制電流的效果。

　　4結(jié)論

　　為限制短路電流，人們試驗了無數(shù)方法，雖然取得了效果，但其中存在很多不足之處。本文提出了一種基于機械開關的新型故障限流器拓撲結(jié)構(gòu)。為了驗證該新型故障電流限制器的效果，本文使用了ATPDraw軟件進行了仿真實驗，結(jié)果說明故障限流器可以起到短路電流限制的作用。

　　參考文獻

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