【摘 要】
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随着柔性直流输电技术的发展,开展相关短路故障保护研究愈发迫切。超导限流器作为一种故障限流装置,在系统正常运行时损耗极低,在短路故障发生后迅速转变为高阻抗状态,可以有效降低短路电流幅值,保护柔直系统关键设备,辅助直流断路器完成故障开断。目前,虽然电阻型与饱和铁心型超导限流器的研究较多,但仍缺少对限流器限流特性的系统性分析。电阻型超导限流器限流特性即等同于其失超特性,而失超过程复杂,目前尚无可快速准确
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随着柔性直流输电技术的发展,开展相关短路故障保护研究愈发迫切。超导限流器作为一种故障限流装置,在系统正常运行时损耗极低,在短路故障发生后迅速转变为高阻抗状态,可以有效降低短路电流幅值,保护柔直系统关键设备,辅助直流断路器完成故障开断。目前,虽然电阻型与饱和铁心型超导限流器的研究较多,但仍缺少对限流器限流特性的系统性分析。电阻型超导限流器限流特性即等同于其失超特性,而失超过程复杂,目前尚无可快速准确计算失超电阻的方法。饱和铁心型超导限流器在直流系统中的应用尚在起步阶段,限流机理和限流特性有待研究。本文对电阻型和饱和铁心型超导限流器的限流特性进行了研究,并分析了两种限流器在柔直系统中的作用效果,完成的主要工作与取得的主要成果如下:（1）完成了超导带材交直流过电流冲击实验,研究了在过流冲击下失超电阻变化规律以及影响因素,明晰了失超电阻与积累能量之间的对应关系。基于实验结论,提出了“R-Q曲线法”失超电阻计算方法,该方法可有效结合电阻型限流器与柔直系统仿真,以选取电阻型限流器的合适限流电阻值。（2）阐述了应用于柔直系统的饱和铁心型超导限流器的限流机理,分析了其阻抗影响因素,结合系统短路特性明确了其限流特性。评估了励磁电流对饱和铁心型超导限流器限流效果的影响,结果表明:当励磁电流取值使铁心饱和时间与系统闭锁时间相近时,可最大化铁心利用率以及限流器限流能力。（3）搭建了柔直系统直流短路仿真模型,对电阻型与饱和铁心型超导限流器的限流特性进行了对比分析,结果表明:电阻型稳态限流能力强,饱和铁心型瞬态限流能力强,两者均可与机械式直流断路器配合完成限流开断。在降低断路器的电压与能量应力方面,电阻型则有更好表现。
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