故障電流中斷能力

限流器除應(yīng)滿足電氣設(shè)備一般性的技術(shù)要求(電壓等級(jí)、通流容量、環(huán)境影響、人身安全、電磁兼容、便于運(yùn)行維護(hù)等)以外，還應(yīng)滿足這種特殊設(shè)備個(gè)性化的技術(shù)要求[8-9]：

1）正常運(yùn)行時(shí)阻抗：要求不高于固定電抗器的阻抗；

2）能量損耗：限流器本體及其附屬設(shè)備的能量損耗應(yīng)不高于常規(guī)的限流設(shè)備；

3）動(dòng)作時(shí)間：從故障發(fā)生時(shí)刻到故障電流被限制到預(yù)定水平的時(shí)間。由于交流電網(wǎng)短路故障電流在 5 ms 之內(nèi)即到達(dá)預(yù)期峰值，限流器應(yīng)在此時(shí)間內(nèi)發(fā)揮限流功能；

4）限流深度：將故障電流預(yù)期峰值降低的深度；

5）恢復(fù)時(shí)間：首次限流后，限流功能的恢復(fù)時(shí)間，應(yīng)比開關(guān)重合閘的時(shí)間短；

6）動(dòng)作可靠性：作為一種快速保護(hù)設(shè)備，限流器誤動(dòng)作或拒動(dòng)的概率應(yīng)很低，目前尚無(wú)限流器可靠性的量化指標(biāo)；

7）與現(xiàn)有的保護(hù)系統(tǒng)的兼容性：包括不影響下游的斷路器正常開斷、斷路器兩端的暫態(tài)恢復(fù)電壓(transient recovery voltage，TRV)以及現(xiàn)有繼電保護(hù)系統(tǒng)的正常動(dòng)作等；

8）體積和重量的要求：考慮到變電站日益緊湊化的趨勢(shì)，限流器的體積重量也會(huì)成為一項(xiàng)重要的技術(shù)要求。

超導(dǎo)限流器又可分為 3 類：

1）電阻型超導(dǎo)限流器(Resistive SFCL)：超導(dǎo)元件與限流電阻或電抗并聯(lián)，當(dāng)超導(dǎo)體中電流密度或溫度超過(guò)臨界值，限流電阻/電抗快速插入回路。

2）屏蔽鐵芯型超導(dǎo)限流器(Shielded-core SFCL)：限流電抗器鐵芯上的超導(dǎo)繞組在正常運(yùn)行時(shí)，形成磁場(chǎng)屏蔽，限流電抗器表現(xiàn)為空心電抗器；超導(dǎo)繞組失超時(shí)等效于鐵芯快速插入空心電抗器。

3 ） 飽和鐵芯超導(dǎo)限流器(Saturated-coreSFCL)：它是超導(dǎo)限流器與非超導(dǎo)飽和鐵芯限流器的集成。其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)是：分別繞在2 個(gè)閉合鐵芯上的2 個(gè)交流繞組串聯(lián)接入線路；超導(dǎo)繞組繞過(guò)2 個(gè)閉合鐵芯。

正常運(yùn)行時(shí)，超導(dǎo)繞組中高強(qiáng)度的直流電流使2 個(gè)鐵芯處于深度飽和狀態(tài)，限流器在線路中呈現(xiàn)為漏抗；故障發(fā)生時(shí)，流過(guò)交流繞組的故障電流分別在正負(fù)半周使2 個(gè)鐵芯輪流去飽和(De-saturation)，相當(dāng)于高阻抗輪流插入回路，發(fā)揮限流作用。它的重要優(yōu)點(diǎn)之一超導(dǎo)繞組不失超，所以，這種限流器的動(dòng)作時(shí)間和恢復(fù)時(shí)間極短。2100433B

限制故障電流的常規(guī)技術(shù)措施是：環(huán)網(wǎng)解裂、母線分段、固定串聯(lián)電抗、高阻抗變壓器等。

大約半個(gè)世紀(jì)前，提出了故障電流限制器的概念。理想的限流器對(duì)電網(wǎng)正常運(yùn)行影響甚微，即阻抗為零、能源損耗為零；故障發(fā)生時(shí)，它的阻抗從零躍變到預(yù)定數(shù)值，將故障電流快速限制下來(lái)，故障切除后自動(dòng)恢復(fù)原狀。

理想限流器隨時(shí)間變化的特性是阻抗的階躍函數(shù)。

限流器可以自觸發(fā)，也可由外部控制系統(tǒng)觸發(fā)啟動(dòng)。理想限流器應(yīng)能自觸發(fā)，無(wú)需外部控制系統(tǒng)。

為了指導(dǎo)限流器的設(shè)計(jì)開發(fā)，需要制定限流器的功能規(guī)范和技術(shù)要求。