Stroombeperker | Installasie- en Navorsingsgids

1 Lokasies vir die Installasie van Foutstroombeperkers (FCLs)

• Bij Generator Terminals：Die installasie van 'n FCL by hierdie posisie verlaag die kortsluitstroomvlak in die netwerk tydens foute, minimeer die meganiese en termiese spanning op die generator, en verminder gevolglik verliese in toerusting en toestelle.

• Bij Plantverdelingsonderstations：Kortsluitstroomvlakke by hierdie posisie is tipies baie hoog. Die installasie van 'n FCL kan foutsstromme beduidend onderdruk.

• Oor die Hele Busbal：Wanneer toenemende laastoevraag groter transformateurs vereis, hoef bestaande skakeelbreekers en ontkoppelrotse nie vervang te word nie. By hoër kragvlakke kan hoëkapasiteit, laeimpedansie transformateurs gebruik word om spantingregulering te handhaaf, terwyl foutsstroomspanning op die transformator beperk word. Nadat foutsstroom op die hoëspanningskant van die transformator beperk is, sal 'n kortsluit op 'n medium-spanningsbusbal slegs 'n minimale spandrop op die hoëspanningsbusbal veroorsaak.

• Bij Netwerkverbindinglyne：Die installasie van FCLs by netwerkverbindingpunte bied beduidende voordele in terme van kragvloei-beheer, spantingstabiliteit, voorsieningversekerheid, stelselstabiliteit, en stoornismoderering.

• Bij Busbalverbindinge：Na die verbind van aparte busbals met 'n FCL, neem die impak van kortsluitstromme nie beduidend toe nie. Wanneer 'n fout op een busbal voorkom, help die spandroppie oor die SFCL om spantingvlakke op die foutige busbal te handhaaf, wat dit in diens laat bly. Die verbind van meerdere busbals maak parallelbedryf van transformateurs moontlik, verlaag stelselimpedansie, verhoog spantingreguleringvermoë, en elimineer die behoefte aan tappewisseltransformateurs. Oormaatlike krag van een busbal kan laste op 'n ander voorsien, wat die benutting van die transformator se geratekapasiteit verbeter.

• Bij Stroombeperkingsreaktorposisies：Onder normale omstandighede sluit die FCL die stroombeperkingsreaktor kort, wat onnodige spandroppies en kragverliese vermy.

• Bij Transformateurvoeders：Die installasie van 'n FCL by die transformateurvoeder beskerm agsterliggende toerusting en verminder inspringstrome tydens skakeloperasies.

• Bij Busbalvoeders：Indien 'n FCL nie by die transformateurvoeder geïnstalleer is nie, moet dit by die busbalvoeder geïnstalleer word. Alhoewel dit meer FCL-eenhede mag vereis, verminder dit verliese op die busbal sowel onder normale as fouttoestande.

• Bij Lokale Generatorverbindingpunte：FCLs is baie voordelig vir die verbind van addisionele verspreide kragopwekkingsbronne (bv. hittekrachtstasies, windpark) omdat hulle die bydrae van hierdie bronne tot die totale kortsluitstroom verlaag.

• Vir die Sluit van Oop Lusse：In medium-spanningsnetwerke word lusse soms oop gehou weens hoë kortsluitstromme. FCLs kan gebruik word om hierdie lusse te sluit, wat voorsieningbetroubaarheid, spantingbalans, en netwerkverliese verbeter.

2 Navorsingsrigtings vir Foutstroombeperkers

Tans is FCL-toepassings beperk tot individuele projekte. Vir grootskale uitspanning, is die volgende navorsingsgebiede dringend nodig:

• Ondersoek die rol van FCLs in die verhoging van kragoorsendingvermoë en hul impak op netwerkstabiliteit; stel grondbeginsels voor wat aan kragstelselstabiliteitvereistes voldoen.

• Studeer optimale installasieposisies en kapasiteitskonfigurasies vir FCLs gebaseer op tipiese regionale netstrukture, en bepaal sleutelparameters wat beide stelselstabiliteit en toerustingtermiese/meganiese standhoudvermoë bevredig.

• Navors koördinasie- en beheerstrategieë tussen verskeie FCLs of tussen FCLs en bestaande FACTS-toestelle.

• Ondersoek die integrasie van FCL-beheer met konvensionele stelselbeheer en reëlbeskermingskemas.

• Studeer metodes om FCL-beheer in bestaande netwerkbeplanning- en beheersisteme te inkorporeer.

• Analise die wederkerige impakte tussen FCLs en die kragstelsel wanneer hulle by verskillende laasposisies geïmplanteer word, en ontwikkel ooreenstemmende modereringstrategieë.

• Verken die rol van FCLs in groot gekoppelde kragnetwerke.

FCLs is hoëspanning, hoëkrag toestelle, en hul betroubaarheid en koste-effektiwiteit is kritieke prestasie-aanduidings. Betroubaarheid te verbeter vereis nie net rasionele stroombane en volwasse beheerstrategieë nie, maar ook eenvoud in ontwerp en beheer. Sisteemontwerp optimalisering om grootte, gewig, en koste te verlaag, bly 'n sentrale doelwit in FCL-navorsing. Daarbenewens is die anti-storingvermoë en operasiestabiliteit van die beheersisteem essensieel vir betroubare foutstroombeperking.

'n Ander kwessie met FCLs is hul enkele funksie—hulle bly onaktief tydens normale bedryf, wat netwerkbeleggingskoste verhoog. In verspreidingsnetwerke word verskeie kragkwaliteitskompensasietoestelle (bv. Dinamiese Spanningsherstellers (DVR), Geïntegreerde Kragkwaliteitskondisioners (UPQC), Geavanceerde Statiese Var-generators (ASVG), Supergeleiende Magnetiese Energiestoor (SMES)) dikwels geïnstalleer om kragkwaliteit te verbeter. As 'n toestel ontwerp kan word om multi-kompensasiefunksies onder normale toestande te lewer (kragkwaliteit verbeter) en onmiddellik hoë impedansie tydens stelselfoute te presenteer om foutstroom te beperk, sal dit multi-funksionaliteit bereik. So 'n toestel kan ook verbeterde stroombeperkingsbeginsels en prestasie in vergelyking met bestaande FCLs bied.

3 Huidige Kwessies met Foutstroombeperkers

As 'n nuwe beskermtoestel ontvang FCLs toenemende aandag, en hul toekomstige toepassing in kragstelsels lyk beloftevol. Dit is egter 'n onvermydelike uitdaging om hul potensiële impak en effek te analiseer. Belangrike huidige kwessies sluit in:

• Die dinamiese gedrag van FCLs tydens fouttransients, insluitend impak op sinchroniseringsstabiliteit en lasstabiliteit.

• Foutbeheerstrategieë van FCLs en hul koördinering met reëlbeskermingsisteme.

• Ontwerp van ultra-snel foutdeteksiesisteme en beheerders vir FCLs.

• Impak van FCLs op kragkwaliteit, veral met betrekking tot harmonieëgenerasie.

• Optimale geïntegreerde plasing van FCLs in kragstelsels.

• Effek van FCLs op die bedryfstoaand van bestaande toerusting en komponente in die netwerk.

• Ekonomiese evaluering van FCL-toepassings in kragstelsels. Die aanspreek van hierdie kwessies sal die ontwikkeling en aanvaarding van FCL-tegnologie grootliks bevorder.

Spesifieke Kwessies vir Supergeleiende Foutstroombeperkers (SFCLs):

• Stabiliteit van supergeleiende magneete.

• Hersteltyd van supergeleiërs na 'n fout.

• Warmte-afgifte van supergeleiërs na stroombeperking.