[发明专利]模块化饱和铁心型超导限流器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于电网短路电流控制的模块化饱和铁心型超导限流器及其控制方法。

背景技术

随着电网容量不断扩大，变电站负荷日益增加，系统短路电流水平越来越高。在高压或超高压电网线路中的短路电流严重超标，大大增加了线路断路器的开断拒动风险，而采用传统改变电网结构或改变电网运行方式的办法来降低线路的短路电流，将会是一项巨大而复杂的工程。为此可以通过安装超导限流器来降低线路或母线的短路电流水平。

目前高压或超高压电网多为环形网状结构，系统短路电流很大，若想大幅降低母线短路电流水平，则限流器必须具有较大的限流阻抗才能满足要求，这样就会使设备体积庞大，不但给安装和运输带来巨大困难，而且加工制作也将难以实现。亟待有一个较好的方案来解决这些问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种模块化饱和铁心型超导限流器，通过模块化设计，用户可根据需要将限流器的多个电抗系统模块安装在电网的不同线路中，也可以将多个电抗系统模块经串联或并联或串并联混合联接后安装于单一线路中，可以降低限流器一个电抗系统的设计指标，减小其体积和重量，从而实现便于制造、安装和运输的目的。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种模块化饱和铁心型超导限流器，包括一套或若干套电抗系统、一套或若干套直流励磁系统、一套或若干套杜瓦和低温系统、一套监控系统，其特征在于：所述电抗系统装设在同一条线路或不同线路中，所述的直流励磁系统和低温系统为集中控制模式或为分散控制模式；所述的监控系统为集中控制模式。

所述电抗系统包括铁心、交流绕组、超导绕组，其中超导绕组置于所述的杜瓦中，交流绕组串联联接在所置的电网线路中。

所述各电抗系统依据限流阻抗和稳态阻抗指标的设计实现模块化，其设计参数均相互相同。

若干套电抗系统安装于同一条电网线路中；或若干套电抗系统分成若干组分别置于对应组数的电网线路中，每组至少包含有一套电抗系统。

当两套以上的电抗系统装设在同一条线路中时，电抗系统之间的连接方式包括串联、并联或串并联混合。

所述的直流励磁系统和低温系统同为集中控制模式时，安装于同一条电网线路或若干组电网线路中的若干套电抗系统的超导绕组共用一套低温系统，由一套直流励磁系统为所述的若干套电抗系统的超导绕组提供直流励磁电流。

所述的直流励磁系统和低温系统同为分散控制模式时，安装于同一条电网线路或若干组电网线路中的若干套电抗系统的超导绕组一对一使用低温系统和由直流励磁系统为其提供直流励磁电流。

所述的直流励磁系统和低温系统一个为分散控制模式，另一个为集中控制模式时,安装于同一条电网线路或若干组电网线路中的若干套电抗系统的超导绕组可共用一套低温系统和由一对一直流励磁系统为其提供直流励磁电流；也可一对一使用低温系统和由一套直流励磁系统为其提供直流励磁电流。

若有多套电抗系统装设在同一条线路中，各电抗系统间通过插拔式电缆终端的联接，或者通过油-油套管的联接实现相互串联或并联。

基于上述设计，本发明可将一台大型超导限流器能够实现的限流阻抗、稳态阻抗等指标分由若干台小型超导限流器（模块化的超导限流器）来实现。

本发明提出了一种饱和铁心型超导限流器在电力系统中的应用方案，既可以在电网中实现多点安装，也可以实现单点的多台安装。本发明将饱和铁心型超导限流器的电抗系统小型化、模块化，直流励磁系统、低温系统实行集中或分散控制，监控系统实行集中控制，这样不仅简化了系统，降低了损耗，还能够大大方便设备的安装和运输，增加设备应用的灵活性。

本发明的另一目的是提供一种模块化饱和铁心型超导限流器的控制方法。

为实现上述目的，本发明采取以下设计方案：

一种模块化超导限流器的控制方法，包括以下步骤：

1）首先将若干套模块化的电抗系统安装于同一条线路或分组安装于若干组线路中，对安装在同一条线路中的两套以上的电抗系统之间采用串联联接、或并联联接、或串并联混合联接。

2）为若干套电抗系统集中式配用一套低温系统，或一对一分散式的配用低温系统；直流励磁系统亦然，利用一套直流励磁系统为若干套电抗系统模块同时提供直流励磁电流，或一对一的利用直流励磁系统为限流器电抗系统提供直流励磁电流。