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高温超导故障电流限制器

        发布时间:2018-11-11 16:01        编辑:北极电力网

随着社会的发展,未来对电力的需求将急剧增加,随着电力工业的发展,研制故障电流限制器(FCL)是目前紧迫的任务。在电厂的高压输电、低压配电等电力系统中,有时会因闪电轰击,设备故障等引起短路。

 

 

对50Hz的电力系统而言,一旦发生短路,不可避免会产生很大的故障电流,为此电路上总配有限流装置。制造有效可靠的限流器,被认为是HTS电力应用最有吸引力的项目。随着高温超导体的出现及材料工艺的不断改进,在世界范围内掀起了研究高温超导限流器的热潮,美国、日本、德国、法国等都在从事HTS故障限流器的开发,并取得了较大进展。

超导故障电流限制器利用的是超导体的本征失超特性:当通过超导体的电流一旦超过其临界电流Ic,或脉冲磁场超过其临界磁场Hc时,超导体就从超导态变为正常态,由于瞬间的电阻增加就限制了故障电流,直至最终被与超导体串联的常规剩余电流断路器动作而消除故障,从而达到保护电力系统的目的。

 

估计今后20年,美国有50亿、世界有200亿美元的市场。超导限流器的种类根据超导特性可分电阻型、感应型、磁通锁定型等。图1给出了世界范围内FCL项目的研究历史和现状,以及汇总了各入网参数。这几年美国一直加强高温超导故障电流限制器的研究,代表性的是AMSC项目,SCPower(Zenergy)项目和SuperPower项目。

在南加利福尼亚安迪孙的AMSC-Siemens项目为115kV级,特色是采用西门子专有的低阻抗线圈技术,已完成初始设计评审。在AEP的SuperPower项目为138kV级,特色是由平行的二代HTS组件和常规线圈组成的混合型设计,现已在负载现象下试验了恢复。由SCPower(Zenergy)负责的项目,特色是在与交流线路串联的饱和电抗器里采用二代导体线圈和直流电源并存,已在10kA和16kA故障电流下试验过13.8kV三相装置。

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