淺談電力系統保護新技術的研究

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　　摘要：隨著我國智能電網的飛速發展，新設備和新技術的應用日新月異。超導限流器，超導電纜作為新設備的標桿在國家電網己有了示范應用，在穩態運行時能有效提高電網運行的經性，在故障時能降低短路容量提高電網運行的安全性。分布式電源作為可再生能源重要的應用途徑目前處于全面建設階段，促進了低碳電力系統的發展。高級量測技術是智能電網的基礎技術，其中光纖傳感技術具有抗 電磁干擾能力強、損耗低、傳輸頻帶范圍寬等優點，在電力系統信息測量領域取得了比較好的應用效果。通信技術是智能電網的基礎，我國具有完全自主知識產權的北斗衛星導航通信系統，可在農村電為系統信息監控、電力線路巡監系統等領域具有良好的應用前景。
　　關鍵詞：電力系統；電源；繼電保護
　　引言：
　　高級電力設施的發展對電力系繞帶來了新的挑戰。超導限流器、超導電纜、分布式電源等高級電力設施的應用越來越廣泛然而，由于超導限流器在故障限流過程中會有額外高阻抗串入到系統中，對電力系統繼電保護會產生影響：高溫超導 電流由于其結構和材料特性上的差異，其電氣參數必定與常規的電為電路架空線路不同，投入電網運行后會給常規的電網帶來新的特性；分布式電源接入電網系統可能改變了電網結構和運算潮流，在發生短路故障時，會影響短路電流大小和短路持續時間，如果不改變網絡設計，則按原設計的保護裝置極有可能發生誤動 作，甚至破壞保護設備之間的協調運行。因此，研究這些高級電力設施接入電網后對電力系統繼電保護的影響具有重要意義。
　　1超導限流器技術
　　超導限流器一般都是利用超導體的超導態-正常態轉變的物理特性和一些輔助部件，在電網線路出現故障時形成一個適當的阻抗來限制電流，與普通的限流元件相比具有許多優點：（1）動作快，有可能在亞毫秒級的時間內做出反應；（2）可根據需要將故障電流限制在系統額定電流的兩倍左右；（3）它是串聯在電力系統中且呈超導狀態，因此在正常運行狀態下，多數的超導限流器只有極小的功 率損失；（4）能自動觸發、自動快速復位，集檢測 、觸發、限流于一 體 ；（5）是一種靜態的限流器，結構較為簡單；（6）當超導 限流器連接在幾個系統之間并相互通電時，能形成極穩定的電力系統網，保證某一系統發生故障而不致于影響整個系統的正常運行，提高了系統的可靠性，而這種特性正是目前準備大力發展的智能電網所需要的。
　　目前己研巧過的SFCL可分為電阻式、變壓器式、混魯式、磁屏蔽式電抗式 、 磁飽和式、三相電抗器式和橋式等八種，電阻式超導限流器為例簡要介紹限流器結構PMS。電阻式SFCL是利用交流超導體從超導態向常態（高阻）的快速轉變原理來限制電力系統的故障電流。主要包含一個由低交流損耗的極細絲超導電纜繞制而成的無感線圈，稱為觸發線圈；同時，為降低觸發線圈狀態轉變時產生的過電壓，通常還要并聯一個限制線圈或限制電阻。限制線圈是常規的，也可以是失超電流比觸發線圏高很多的超導線圈。
　　2零序電流保護分析
　　若系統采用零序電流保護，超導限流器的投入，在限流過程中將產生零序 限流 電抗和限流電阻，會使得系統的零序阻抗變大，將會對原零序 網絡產生影響，造成不對稱短路時零序電流的降低，可能會影響到零序電流保護的動作。同時各種超導限流器由于構成原理不同，限流阻抗也存在一定的差異。電阻型超導限流器和路橋型超導限流器各相之間沒有互感，故其零序阻抗等于正序阻抗；飽和鐵態型超導限流器各相之間互感較小，故其零序阻抗也等于正序阻抗；三相電抗器型超導限流器的零序阻抗有前面分析知零序阻抗較大。
　　3總結
　　對于三段式電流保護：超導電纜和超導限流器投入后，一般情況下整個阻抗值均較常規線路的阻抗值大，會減小本線路速斷保護范圍，同時減小上段線路的限時速斷保護范 圍，需要重新整定，對定時限過電流保護的影響很小。特殊情況下整個阻抗值較常規線路小，則會導致系統的短路電流變大，會導致保護誤動，需要對超導電纜和超導限流器重新選型。
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　　作者簡介：張近嫻（1997.06-），女，南京工程學院本科在讀，研究方向：電氣自動化。
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