華意電力是一家專(zhuān)業(yè)研發(fā)生產(chǎn)串聯(lián)諧振的廠(chǎng)家，本公司生產(chǎn)的串聯(lián)諧振設備在行業(yè)內都廣受好評，以打造最具權威的“串聯(lián)諧振“高壓設備供應商而努力。

  近年來(lái)隨著(zhù)我國電力建設的迅速發(fā)展，電網(wǎng)結 構和系統容量不斷擴大，許多地區特別是經(jīng)濟較發(fā) 達地區的系統短路電流水平已經(jīng)直逼甚至超過(guò)國家 有關(guān)電力規程所規定的允許范圍。如有資料計算表 明，三峽電站可能的最大短路電流周期分量高達 300 kA，一些大型發(fā)電廠(chǎng)出口或廠(chǎng)站高壓變電站 出口的最大短路電流也高達100～200 kA。

  目前國際上只能制造最大遮斷電流100 kA的GIS斷路器， 我國尚無(wú)此類(lèi)斷路器生產(chǎn)能力?？梢圆捎梅謱?、分 區甚至解列運行，或者串聯(lián)普通電抗器等措施限制 系統短路電流，但這些常規限流措施一般都受系統 網(wǎng)架結構、運行方式、安全穩定性等因素的制約， 限流效果有限，且存在負面影響(如降低系統正常 運行時(shí)的供電可靠性與運行靈活性、存在壓降損耗和操作過(guò)電壓隱患等)。因此，研發(fā)新型限流技術(shù)與 裝置，確保電力系統正常運行時(shí)盡量減小或消除不 利影響，發(fā)生短路故障時(shí)能夠有效抑制系統短路容量(短路電流)，從而減輕斷路器等系統電氣設備的 負擔，提高其工作可靠性和使用壽命，進(jìn)而提高電 力系統運行安全可靠性，已成為當前電力系統及進(jìn) 一步發(fā)展中急需解決的迫切問(wèn)題。

  早在上世紀70年代，國際上就有人提出了“短 路限流器”方案；美國電力科學(xué)研究院EPRI (Electric Power Research Institute)曾在上世紀90年代初組織專(zhuān)家組對配電網(wǎng)絡(luò )的各種限流技術(shù)進(jìn)行 了專(zhuān)門(mén)的調研，認為應用電力電子技術(shù)發(fā)展固態(tài)限流器(是較現實(shí)的技術(shù)途徑，并給出一種建議的基于GTO 的固態(tài)限流器實(shí)現方案。在EpRI調研報告的推動(dòng)下，全球興起了研究短路電流限流技術(shù)、特別是應 用電力電子器件研發(fā)固態(tài)限流器的熱潮，出現了串 聯(lián)諧振式(簡(jiǎn)稱(chēng)串諧式，下同)限流器、帶固定串補及可控串補功能的諧振式限流器以及其他類(lèi)型的固態(tài)限流器。這些故障限流器各有特點(diǎn)， 本文僅對串諧式限流器及其在系統發(fā)生短路時(shí)的運 行工況進(jìn)行較為深入的仿真研究。

串諧式限流器

1.工作原理 

  已有不少文獻研究討論串諧式限流器方案，圖1給出了幾種典型拓撲。

  盡管串諧式限流器的拓撲結構不盡相同，但其 工作原理相似。以圖l(a)為例，工作原理簡(jiǎn)介如 下：正常運行時(shí)，開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)，選擇合適的L與C， 使其發(fā)生串聯(lián)諧振，限流器的等效阻抗接近于零； 線(xiàn)路發(fā)生短路故障時(shí)，開(kāi)關(guān)K導通使c短接，L串入線(xiàn)路限流故障電流(三值決定故障限流水平)。

  串諧式限流器適用范圍 串諧式限流器在不同電壓等級系統中應用時(shí)， 其所需的電容量從而占用空間體積差別很大。表l 給出了串諧式限流器應用在35、110、220、500 kV 系統中，且要求穩態(tài)短路限流值分別為10、20、30 kA時(shí)，其所需的電容、電感值(忽略系統內感)。

  串諧式限流器具有原理、拓撲結構簡(jiǎn)單，正常 運行模式下功耗接近于零、不影響系統運行、能實(shí) 現串補功能，故障限流模式下能夠實(shí)現有效限流、 便于與繼電保護配合等優(yōu)點(diǎn)。

本文對串諧式限流器 從正常運行模式向故障限流模式過(guò)渡過(guò)程中的轉移 電流等進(jìn)行了仿真研究，得出以下幾點(diǎn)結論，這些 結論在實(shí)際應用中應引起注意。

  1)串諧式限流器從正常運行模式切換到故障 限流模式過(guò)程中，其諧振電容C與轉換開(kāi)關(guān)K之間 會(huì )產(chǎn)生高頻振蕩轉移電流，并在C兩端引起振蕩過(guò) 電壓，且振蕩電流幅值與轉換開(kāi)關(guān)的閉合時(shí)間成振 蕩增幅關(guān)系、振蕩電壓幅值隨著(zhù)轉換開(kāi)關(guān)閉合時(shí)間 的延遲成階梯上升關(guān)系。

  2)在諧振電容C支路中串入適當的電感厶c可 有效降低上述高頻振蕩的頻率和幅值，但會(huì )抬高振 蕩回路中的臨界阻尼電阻值，從而延長(cháng)振蕩衰減時(shí) 間。

  3)可在轉換開(kāi)關(guān)K支路中串入適當阻尼電阻 (如臨界阻尼電阻的1／10)加速振蕩衰減過(guò)程，但 在短路限流期間阻尼電阻將要流過(guò)全部短路電流， 因此其功耗極大，選擇時(shí)應充分考慮承載容量。

  4)串諧式限流器應采用高速轉換開(kāi)關(guān)，確保線(xiàn) 路發(fā)生短路時(shí)能夠以最快的速度短接電容器、進(jìn)入 故障限流模式，否則其電容器及轉換開(kāi)關(guān)將工作在 極其惡劣的條件下。

  5)在短路限流期間(斷路器未跳閘切斷故障回 路之前)串諧式限流器的轉換開(kāi)關(guān)將承受全部系統 短路電流與電容高頻振蕩電流，當其采用功率半導 體器件構成時(shí)，應充分考慮能夠承受這種運行工況。