Voolu Piiraja | Installimise ja Uurimise Juhis

1 Voolikirjeldajate (FCL) paigaldamise asukohad

• Geneeratoride terminaalidel：FCL-i sellel kohal paigaldamine vähendab võrgu lühikese kinnituse ajal tekkinud lühikuteerivihoonikut, vähendab geneatorile mehaanilist ja soojuslikku koormust ning seega ka varustusesse ja seadmetesse tekkiva kahju.

• Lahutite osakesed：Sellel kohal tavaliselt esinevad väga kõrge lühikuteerivihoonikud. FCL-i paigaldamine võib oluliselt vähendada lühikuteerivihoonikut.

• Kogu ühendussüsteem läbi：Kui kasvav nõudlus suuremate transformatorte järele, ei pruugi olemasolevaid lüliteid ja eraldussulgu vaja vahetada. Suuremates võimsustes saab kasutada suuret võimsust, madala takistusega transformatoreid, et säilitada pingeregulatsiooni, piirata samaaegselt lühikuteerivihoonikut transformaatorile. Pärast lühikuteerivihooniku piiramist transformaatori kõrgepingelisel pool, põhjustab keskpingeüksuse lühikuteeriv ühekeskpingeüksuse peal vaid minimaalse pingekahanemise.

• Võrgu ühendusjoontel：FCL-de paigaldamine võrguühenduspunktides pakub olulist kasu energiavoolu kontrolli, pingestabiilsuse, tarbimisturvalisuse, süsteemi stabiilsuse ja häirede vähendamise seisukohalt.

• Ühendussüsteemide ühendustel：Pärast eraldi ühendussüsteemide ühendamist FCL-ga, ei suurene lühikuteerivihooniku mõju oluliselt. Kui ühel ühendussüsteemil esineb lühikuteeriv, aitab SFCL-i pingekahanemine säilitada lühikuteerivul ühendussüsteemil pingetaseme, lubades tal jätkata tööd. Mitme ühendussüsteemi ühendamine võimaldab transformaatorite paralleelset tööd, vähendab süsteemi takistust, parandab pingeregulatsiooni võimet ja vähendab tapmürkide muutmiseks vajalike transformaatorite vajadust. Ühe ühendussüsteemi ülejääkenergia võib toota teise ühendussüsteemi laadimiseks, parandades transformaatori nimiajaga võimet.

• Teerivihooniku piirangute asukohal：Tavalistes tingimustes short-circuits the current-limiting reactor, avoiding unnecessary voltage drop and power losses.

• Transformaatorite juures:FCL-i paigaldamine transformaatorijuhul kaitseb allpool asuvat varustust ja vähendab sisse-lülitioperatsioonide ajal tekkinud hooneviimist.

• Ühendussüsteemide juures：Kui FCL-i pole paigaldatud transformaatorijuhtmel, peaks seda paigaldama ühendussüsteemijuhtmel. Kuigi see võib nõuda rohkem FCL-seadeid, siis vähendab see nii normaalsel kui ka lühikuteerivul tingimustel ühendussüsteemil tekkivat kahju.

• Kohalikke geneatorite ühenduspunktid：FCL-d on väga kasulikud lisanduvate hajusgeneerimise allikate (nt soojusenergia elektrijaamad, tuuleparkid) ühendamisel, kuna need vähendavad nende allikate panust kogu lühikuteerivihooniku.

• Suletud tsükklite avamiseks：Keskpingevõrkudes on tsüklid mõnikord avatud kõrgete lühikuteerivihoonikutena. FCL-sid saab kasutada nende tsüklite sulgemiseks, parandades tarneturvalisust, pingebalanssi ja vähendades võrgukahju.

2 Voolikirjeldajate uurimisalus

Praegu on FCL-rakendused piiratud üksikute projektidega. Suuremahulise rakendamiseks on kiiresti vajalikud järgmised uurimisvaldkonnad:

• Uurige FCL-de rolli elektrienergiaveo võimekuse tõstmisel ja nende mõju võrgu stabiilsusele; esitage põhilineadmed, mis vastavad elektrivõrgu stabiilsuse nõuetele.

• Uurige optimaalseid FCL-i paigalduskohti ja võimsuse konfiguratsioone tavaliste piirkondlike võrgustruktuuride alusel, määrake põhilineadmed, mis rahuldavad nii süsteemi stabiilsuse kui ka varustuse soojusliku/mehaanilise kestvuse nõudeid.

• Uurige mitme FCL või FCL-de ja olemasolevate FACTS-seadmete vahelist koordineerimist ja juhtimist.

• Uurige FCL-i juhtimise sidumist tavaliste süsteemide juhtimise ja relvakaitseskeemidega.

• Uurige meetodeid, kuidas integreerida FCL-i juhtimist olemasolevatesse võrgujuhtimis- ja juhtimissüsteemidesse.

• Analüüsige FCL-i ja elektrivõrgu omavahelisi mõjusid erinevate laadimiskohtade korral ning arendage vastavaid leevendamismeetmeid.

• Uurige FCL-i rolli suurte ühendatud elektrivõrkudega.

FCL-d on kõrgepingelised, kõrge võimsusega seadmed, nende usaldusväärsus ja majanduslikkus on kriitilised performantsiparameetrid. Usaldusväärsuse parandamiseks on vaja mitte ainult loogilisi võrgukujundusi ja täielikke juhtimisstrateegiaid, vaid ka lihtsustatud disaini ja juhtimist. Süsteemidisaini optimiseerimine, et vähendada suurust, kaalu ja kulu, on endiselt FCL-uuringute keskmine eesmärk. Lisaks on juhtimissüsteemi vastastikmõjuvõime ja operatsioonilise stabiilsuse usaldusväärsuse tagamiseks oluline.

FCL-dega seotud teine küsimus on nende üksikfunktsionaalsus - nad jäävad tavapärasel tööl käivitamata, suurendades võrguinvesteeringuid. Jaotusvõrkudes on sageli paigaldatud erinevaid kvaliteedi kompenseerimise seadmeid (nt Dinamiilne Pingerekonstruktor (DVR), Ühendatud Elektrikvaliteedi Korrastaja (UPQC), Täiustatud Staati Varikootor (ASVG), Superjuhtiv Maagnetiline Energia Salvestus (SMES)) parandamiseks elektrikvaliteeti. Kui seade saaks disainida, et see pakkuda mitmeid kompenseerimisfunktsioone tavapärasel tööl (parandades elektrikvaliteeti) ja välja kutsuda kõrge takistuse lühikuteerivul, et piirata lühikuteerivihoonikut, saaks see mitmefunktsionaalsust. Selline seade võiks pakkuda paremat lühikuteerivihooniku piiramisprintsiipi ja performantsi, kui praegused FCL-id.

3 Praegused probleemid voolikirjeldajatega

Kui uus kaitsevarustus, on FCL-d saanud üha rohkem tähelepanu, ja nende tulevane rakendamine elektrivõrkudes näib lootustäitvat. Siiski on nende potentsiaalsete mõjude ja efekte analüüsida väistamatu väljakutse. Peamised praegused probleemid hõlmavad:

• FCL-de dünaamilist käitumist lühikuteerivul, sealhulgas nende mõju sinkroonstabiilsusele ja laadimisstabiilsusele.

• FCL-de lühikuteerivul juhtimisstrateegiad ja nende koordineerimine relvakaitsesüsteemidega.

• Ultra-kiire lühikuteerivude tuvastamise süsteemide ja FCL-de juhtimisjuhtimise disain.

• FCL-de mõju elektrikvaliteedile, eriti harmooniate tekitamisel.

• FCL-de optimaalne integreeritud paigaldamine elektrivõrkudes.

• FCL-de mõju olemasoleva varustuse ja komponentide töötamise staatusele võrgus.

• FCL-rakenduste majanduslik hindamine elektrivõrkudes. Nende probleemide lahendamine suurelt edendaks FCL-tehnoloogia arendamist ja kasutamist.

Superjuhtivad voolikirjeldajad (SFCL): spetsiifilised probleemid:

• Superjuhtivmagneetide stabiilsus.

• Superjuhtivuse taastumisaeg pärast lühikuteerivut.

• Soojusläbikandmine superjuhtivtest materjalidest pärast lühikuteerivihooniku piiramist.