- 頭條中科院電工所等單位研究人員提出限流器快速辨識故障的新方法2022-12-01 作者：張志豐、張凱 等 | 來源：《電氣技術》 | 點擊率：導語中國科學院應用超導重點實驗室（中國科學院電工研究所）、國網河南省電力公司、國網河南省電力公司電力科學研究院的研究人員張志豐、張凱、董軒、池騰、謝芮芮，在2022年第7期《電氣技術》上撰文，在分析電網短路電流特征和一種含有分裂電抗器的經濟型限流器限流性能的基礎上，根據電抗器的瞬時電流-電壓關系和有效值概念，提出一種基于電抗器電流和電壓瞬時值的有效值實時計算方法，以提高有效值計算的快速性和可靠性。
在各種電力系統故障中，短路故障是最嚴重的故障之一，危及電力系統的安全穩定運行，并導致大規模的停電事故。短路故障對社會生活各個方面都會帶來損害，造成巨大的經濟損失和嚴重的社會影響。
在限流器（fault current limiter, FCL）對電網故障的響應方面，有些限流器，比如電阻型超導限流器、橋路型超導限流器和固態限流器等，能夠自動響應故障和自動限流。大部分限流器需要對短路電流進行檢測，比如零損耗限流器、諧振限流器、分裂電抗型限流器和飽和鐵心型限流器等，才能快速準確地進行故障判定從而實現限流器的快速投入，確保電網免受短路電流沖擊。
快速故障辨識是保護電力系統安全穩定運行的重要措施。顯然，如果線路電流的有效值在故障發生時響應夠快，則它仍是電力系統的首選故障辨識判據。交流電流有效值的計算方法有很多，例如全周期采樣法、微分法和迭代法等，這些方法的實時性有待提高，并且基于多個采樣值，難以滿足快速故障辨識的要求。
中國科學院應用超導重點實驗室（中國科學院電工研究所）、國網河南省電力公司、國網河南省電力公司電力科學研究院的研究人員張志豐、張凱、董軒、池騰、謝芮芮，在2022年第7期《電氣技術》上撰文，在分析電網短路電流特征和一種含有分裂電抗器的經濟型限流器限流性能的基礎上，根據電抗器的瞬時電流-電壓關系和有效值概念，提出一種基于電抗器電流和電壓瞬時值的有效值實時計算方法，以提高有效值計算的快速性和可靠性。
他們基于10kV/300A電網實例，研究故障發生后電流、電壓變化特征，采用電流瞬時值、電流變化率、常規有效值算法、有效值實時算法等進行快速故障辨識時間的研究和對比分析。
圖1 限流器實物組成
研究人員指出，限流分析表明該方法可以避免電流、電壓微分運算引入干擾對判據可靠性的影響。他們進一步表示，基于有效值實時算法的故障辨識方法，在任意故障相位下，都能確保快速真空斷路器在故障后的第一過零點分斷支路電流，實現限流電抗投入電網限流。
最后，研究人員在理論分析的基礎上，搭建了400V限流器樣機和測試電路，通過限流測試表明，有效值實時算法能夠快速實現故障辨識，實現經濟型限流器快速投入線路限流。
本文編自2022年第7期《電氣技術》，論文標題為“基于電流有效值實時算法的限流器快速故障辨識方法”，作者為張志豐、張凱 等。本課題得到國網河南省電力公司科技項目和國家自然科學基金創新研究群體項目的支持。
