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上海长方光学仪器有限公司

“磁偏置高温超导限流器运行实验技术”项目通过专家组验收

2020-06-29 15:10:08  来源:仪器网整合 浏览量:328次
【导读】近期,国家电网科技项目“磁偏置高温超导限流器运行实验技术”通过了超导和电力相关领域专家组成的院士专家组的验收。

电网规模日益扩大,互联程度日益增强,短路电流也随之增大,现有继电保护措施面临瓶颈,常规限流器影响电能质量,超导限流器向现实生产力的转化显得非常迫切。超导限流器主要是利用超导体的超导态,正常态转变的物理特性,实现对故障短路电流的限制,提高电网的暂态稳定性。

近期,国家电网科技项目“磁偏置高温超导限流器运行实验技术”通过了超导和电力相关领域专家组成的院士专家组的验收。

为了验证磁偏置超导限流器在并网工况下的运行实验技术,国内首次在辽宁虎石台高压试验场搭建了超导限流器10.5kV并网运行试验系统,实现故障电流一个半周波获得快速超导限流动作响应,获得超过额定电压7倍以上高压绝缘性能,超导限流电阻超过额定两倍。实验表明高温超导限流器并网试验技术领域取得了关键技术突破,为高压交流断路故障限流提供了技术依据,为推广应用超导限流器奠定技术基础。

磁偏置高温超导限流器利用超导失超电阻特性,在系统因短路故障等原因出现过电流时,在串联线路中产生非线性高阻抗限制短路电流,可在极短时间内有效地限制故障电流。而自触发磁偏置超导限流器是基于无感超导线圈自触发实现一级限流,随后转移到双分裂电抗器支路进行二级限流,提高了限流的可靠性,避免了失超恢复等待时间。

由于平行带材式YBCO超导无感线圈采用了自张紧装置,零部件精细,加工难度极大。通过与合肥科聚低温技术有限公司和合肥科烨电物理设备制造有限公司开展联合攻关,在平行带材式YBCO超导无感线圈机械结构设计、关键工艺技术研究上实现了重要突破,攻克了高温超导线材自张紧结构设计、超导无感单元模块化集成及超导接头焊接等难题,为构造超导限流器提供了核心技术支撑,也为解决电网短路故障问题提供可靠的解决方案,是提高电网安全性的一条全新技术途径。

图1.jpg

限流器属于电器元件领域,是一种特别用于限制电流的装置,其特征在于它有一个标准环型铁芯,在所述的铁芯上缠绕有多芯的铜芯胶包线,在所述的多芯的铜芯胶包线上间隔一定距离分别设置有一个动力电源的接口,一个普通家用电器电源的接口和一个照明电源接口。超导是指某些物质在温度下降到某一温度Tc以下时,电阻变为零的现象。Tc称为该物质的转变温度或临界温度。具有超导功能的材料,当其温度T>Tc时,处于正常态,电阻不为零且服从一般的电阻规律;当T

处于超导态的物体具有两个特性:电阻完全为零;完全抗磁性,即超导体内磁感应强度为零。上述特性可稳定保持和重复。这三点是国际上公认的检验物体是否超导的准则。

高温超导限流器

主要应用于电网短路故障电流的限制

高温超导限流器作为一种有效的短路电流限制装置,在发生短路故障时,能够迅速将短路电流限制到可接受的水平,从而避免电网中大的短路电流对电网和电气设备的安全稳定运行构成重大危害,可以大大提高电网的稳定性,改善供电的可靠性和安全性。V超导限流器已在云南普吉变电站挂网运行,并成功经受了3次人为短路故障的检验。220KV超导限流器也已研发成功,只待挂网运行。

从应用范围来看,超导限流器可安装于发电厂、输电网、变电站等场所。预计国内首先应用于变电站,尤其是220KV及以上的变电站。我们估计国内市场规模在1700亿-2800亿元,利润空间在600亿-1000亿元。

超导限流器的工作原理

超导限流器(英文缩写SFCL)是利用超导材料的超导态––正常态(S–N)转变特性及一些辅助部件,在线路出现故障时产生一个适当的阻抗来实现限流。当故障线路被断开或故障消失后,限流器自动复位。限流器可在高电位运行,正常运行时表现为零阻抗或极小阻抗,几乎无损耗地通过额定电流;故障时可在几毫秒内作出反应,根据需要把短路电流限制在额定电流的两倍左右。触发、复位均自动,限流效果显着,实现了取样、检测、触发、限流、复位一体化。

超导限流器优点

1、动作速度快,反应时间小于20ms(在一个电力周波内);

2、可在电力系统故障时自动触发;能将短路电流减少一半以上;

3、故障线路被断路器开断后,能快速自动复位并在几秒之内多次动作,以配合重合闸;

4、正常运行时,功耗应接近于零,不能高于输送功率的0.25%;

5、可靠性应高于与其同时运行的断路器。

新闻来源:中国科学院合肥物质科学研究院


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2020-06-29 15:10:08
标签:磁偏置 , 高温超导限流器 , 运行实验技术
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