【摘 要】
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近年来,我国的电力系统装机容量逐渐增加,各种类型的电网逐步实现了互联互通,这使电力系统中短路故障的峰值电流不断增大,因此,降低短路电流对电力系统的冲击,限制过大的短路电流越来越迫切。目前,各种故障电流限制器受限于材料特性、工作环境、成本等各方面因素,都存在各种各样的不足之处。本文从故障电流限制器特性出发,结合相变材料Ge2Sb2Te5的特性,设计了一种基于Ge2Sb2Te5材料的故障电流限制器,为
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近年来,我国的电力系统装机容量逐渐增加,各种类型的电网逐步实现了互联互通,这使电力系统中短路故障的峰值电流不断增大,因此,降低短路电流对电力系统的冲击,限制过大的短路电流越来越迫切。目前,各种故障电流限制器受限于材料特性、工作环境、成本等各方面因素,都存在各种各样的不足之处。本文从故障电流限制器特性出发,结合相变材料Ge2Sb2Te5的特性,设计了一种基于Ge2Sb2Te5材料的故障电流限制器,为电力系统的短路电流控制提供了一种新的解决方法,主要研究内容如下:（1）研究了基于Ge2Sb2Te5的故障电流限制器的基本工作原理,对电路正常及发生短路故障时故障电流限制器的工作状态进行了详细分析,给出了这种新型故障电流限制器结构参数的理论计算方法;（2）基于MATLAB建立了三相电网模型,通过理论计算与仿真结果对比验证了模型的正确性,并以Ge2Sb2Te5材料的电阻可变特性为例,对比分析了插入故障电流限制器前后电网短路故障时的电流电压波形,发现基于Ge2Sb2Te5的故障电流限制器限流系数可达0.7以上;（3）通过磁控溅射技术制备Ge2Sb2Te5薄膜,分析了磁控溅射制膜技术各项参数对Ge2Sb2Te5薄膜生长速率的影响,总结出适当的磁控溅射制膜参数,所得结论为故障电流限制器的研制提供了参考;（4）制备了基于Ge2Sb2Te5的故障电流限制器样机,对其进行了测试,故障电流限制器的电阻值变化可达近20倍,表明基于Ge2Sb2Te5的故障电流限制器可对短路故障电流进行有效限制。
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