[发明专利]基于电阻型超导限流器的短路电流幅值及直流分量抑制方法

说明书

一种基于电阻型超导限流器的短路电流幅值及直流分量抑制方法，包括：搭建电阻型超导限流器模型R_SFCL，给定超导电阻初始值R_SFCL(0)；根据系统和断路器相关参数进行短路故障仿真，求解短路全电流I_k、直流分量I_d；通过多次迭代缩小范围，寻找一个既能将I_k限制到断路器额定开断电流有效值I_b要求、又能使I_d在断路器触头刚分T时刻内衰减至短路电流交流分量幅值I_a的20%以下的最小失超电阻R_SFCL(n+1)；最终得到在特定交流系统中抑制短路全电流和直流分量的电阻型超导限流器超导电阻最小设计值R_SFCL(n+1)，既保证系统安全和可靠，又减少超导带材使用和液氮消耗，节约成本，在满足限制故障电流要求的同时，兼具可靠性和经济性。

技术领域

本发明涉及超导限流与交流故障电流开断领域，尤其涉及一种基于电阻型超导限流器的短路电流幅值及直流分量抑制方法。

背景技术

随着电力系统的发展，电网规模不断扩大，电源间的联系越来越紧密。电网的X/R比值(电抗与阻抗比)不断增大，电网短路电流直流分量衰减时间常数不断增加，电源及负荷密集区域短路电流超标问题突出，断路器开断能力不足的隐患凸显，成为当代电网发展中一个无法回避的重大技术和经济问题。

评估断路器开断非对称短路电流的能力可以有效解决短路电流直流分量带给断路器开断时的隐患。专利CN201611075204.7发明了一种基于全电流等效原则的断路器开断能力评估方法，通过断路器实际运行工况与标准运行工况下全电流有效值等效原则，考虑短路电流直流分量对断路器开断能力的影响，精确评估断路器在实际工况下的开断能力。但这种方法无法限制故障电流幅值，故障电流仍能对系统功率器件造成冲击。

超导限流器的引入，可以在几毫秒内迅速将短路电流限制到断路器额定开断容量范围内，保证电网和电气设备的安全稳定运行，改善供电的可靠性和安全性。专利CN202010731274.3发明了一种超导直流限流器通过优化限流器的结构的方式优化限流器的性能，实现正常通流、失超限流、失超恢复等功能。专利CN200510022229.6发明了一种复合高温超导电力故障电流限流器，具有响应速度快、大电流限流能力强、体积更小、实用性更高、采用双重限流保护，安全性更高等优点。然而，现有关于超导限流器的研究，多集中在直流系统超导限流和失超恢复方面，对交流系统非对称短路电流工况下直流分量的研究相对较少，目前并没有研究电阻型超导限流器对直流分量抑制效果和给出最小失超电阻取值方法的相关专利。

发明内容

有鉴于此，为克服上述现有技术当中的不足，有必要提供一种基于电阻型超导限流器的短路电流幅值及直流分量抑制方法。

一种基于电阻型超导限流器的短路电流幅值及直流分量抑制方法，包括以下步骤，

步骤一：搭建电阻型超导限流器模型R_SFCL；

步骤二：给定一个初始失超电阻值R_SFCL(0)；

步骤三：根据母线电压、额定电流、短路电流、线路阻抗、负载阻抗、短路发生时刻、标准时间常数和实际时间常数等系统相关参数以及继电保护检测时间、断路器分闸时刻、断路器固有分闸时间和燃弧时间等断路器相关参数进行短路故障仿真，求解有失超电阻R_SFCL(0)条件下的短路全电流I_k、直流分量I_d；