מגבל זרם תקלה | מדריך התקנה ומחקר

1 מיקומים להתקנת מגבילי זרם פגיעה (FCLs)

• במפעלי הכוח:התקנת FCL במיקום זה מפחיתה את רמת הזרם קצר החיבור במערכת במהלך תקלות, מפחיתה את המתח המכני והטמפרטורה על המפעל וכתוצאה מכך מפחיתה את ההפסדים בציוד ואביזרים.

• בתחנות הפצה של המפעל:רמת הזרם קצר החיבור במיקום זה היא בדרך כלל גבוהה מאוד. התקנת FCL יכולה להפחית באופן משמעותי את זרמי התקלה.

• בכל האוטובוס:כאשר דרישת העומס עולה ומחייבת טרנספורמרים גדולים יותר, מנעולי מעגל קיימים ומשתנאי חשמל עשויים לא לדרוש החלפה. ברמות כוח גבוהות ניתן להשתמש בטרנספורמרים בעלי קיבולת גבוהה ובמפרץ נמוך כדי לשמור על תקינות מתח, תוך הגבלת מתח התקלה על הטרנספורמר. לאחר הגבלת זרם התקלה בצד מתח גבוה של הטרנספורמר, תקלה באוטובוס מתח בינוני תגרום רק לעליה קטנה במתח באוטובוס מתח גבוה.

• בקווי איחוד הרשת:התקנת FCL בנקודות איחוד הרשת מספקת יתרונות משמעותיים בשליטה בזרם, יציבות מתח, בטיחות אספקה, יציבות מערכת והפחתת הפרעות.

• באיחוד אוטובוסים:לאחר חיבור אוטובוסים נפרדים עם FCL, השפעת זרמי התקלה אינה עולה באופן משמעותי. כאשר תקלה מתרחשת באוטובוס אחד, ירידת המתח מעל FCL עוזרת לשמור על רמות המתח באוטובוס המתקלקל, מאפשרת לו להישאר בשירות. חיבור אוטובוסים מרובים מאפשר פעולה מקבילה של טרנספורמרים, מפחית את המנגד של המערכת, משפר את יכולת הבקרה על המתח ומאלץ את הצורך בטרנספורמרים עם שינוי טאף. עודף כוח מאוטובוס אחד יכול לתמוך בעומסים באוטובוס אחר, משפר את שימוש בקיבולת המירבית של הטרנספורמר.

• במקומות של גורמי מגבלה:תחת התנאים הנורמליים, FCL מחבר בין הגורם המגביל, ומנקז ירידת מתח ותאונות כוח בלתי נחוצות.

• בקווי המשך של הטרנספורמר:התקנת FCL בקו המשך של הטרנספורמר מגנה על הציוד התחתון ומפחיתה את הזרמים הפתאומיים במהלך פעולות הקישור.

• בקווי המשך של האוטובוס:אם FCL אינו מותקן בקו המשך של הטרנספורמר, הוא צריך להיות מותקן בקו המשך של האוטובוס. למרות שעשוי להיות צורך ביחידות FCL נוספות, זה מפחית את ההפסדים באוטובוס הן בתנאים נורמליים והן בתנאי תקלה.

• בנקודות חיבור של מפעלים מקומיים:FCLים הם מועילים מאוד לחיבור מקורות ייצור מתפזרים נוספים (לדוגמה, מפעלי כוח תרמי, חוות רוח) כיוון שהם מפחיתים את תרומתם של מקורות אלה לסך כל זרם התקלה.

• עבור סגירת לולאות פתוחות:ברשתות מתח בינוני, לעיתים נשאיר לולאות פתוחות עקב זרמי התקלה הגבוהים. FCLים יכולים לשמש לסגירת הלולאות הללו, לשיפור אמינות האספקה, איזון מתח והפחתת אובדן הרשת.

2 כיוונים מחקריים עבור מגבילי זרם פגיעה

כיום, היישומים של FCL מוגבלים לפרוייקטים בודדים. לשם פריסה רחבה יותר, נחוצים באופן דחוף המחקרים הבאים:

• חקר תפקידם של FCL בהגדלת יכולת העברת הכוח ואת השפעתם על יציבות הרשת; הצגת פרמטרים בסיסיים המקיימים את דרישות יציבות מערכת הכוח.

• חקר מיקומי התקנה אופטימליים וצורות קיבולת עבור FCL על בסיס מבני רשת אזורית טיפוסי, וקביעת פרמטרים מרכזיים המקיימים הן יציבות מערכת והן יכולת הסתגלות טמפרטורתית ומכנית של הציוד.

• חקר אסטרטגיות תיאום וניהול בין מספר FCL או בין FCL לבין מכשירי FACTS קיימים.

• חקר האינטגרציה של בקרת FCL עם בקרות מערכת קונבנציונלית ותוכניות הגנה.

• חקר דרכים להכללת בקרת FCL במערכות פיקוד וניהול קיימות של הרשת.

• ניתוח ההשפעות הדדיות בין FCL למערכת הכוח כשהם מותקנים במיקומי עומס שונים, ופיתוח אסטרטגיות מתאימות להפחתת ההשפעות.

• חקר תפקידם של FCL ברשתות כוח מתח גבוה גדולות ומחוברות.

FCL הם מכשירים בעלי מתח גבוה וכוח גבוה, והאמינות והיעילות הכלכלית שלהם הם מדדים קריטיים בביצועים. לשיפור האמינות נדרשים לא רק טופולוגיות מעגל הגיוניות ואסטרטגיות בקרה בשלבי התפתחות, אלא גם פשטות בעיצוב ובקרה. אופטימיזציה של עיצוב המערכת להפחתת הגודל, המשקל והמחיר נשארת מטרה מרכזית בחקר FCL. בנוסף, יכולת התנגדות הפרעות ויציבות התפעול של מערכת הבקרה חיוניים לבקרת זרם התקלה מהימנה.

בעיה נוספת עם FCL היא פונקציית היחיד שלהם — הם נמצאים ללא פעולה במהלך תפעול נורמלי, מגדילים את עלויות ההשקעה של הרשת. ברשתות הפצה, 종종 설치各种电力质量补偿设备（如动态电压恢复器 (DVR)、统一电能质量调节器 (UPQC)、高级静止无功发生器 (ASVG)、超导磁储能 (SMES)）以提高电能质量。如果可以设计一种在正常条件下提供多种补偿功能（改善电能质量），并在系统故障时立即呈现高阻抗以限制故障电流的装置，就可以实现多功能性。这样的装置还可以提供比现有FCL更好的限流原理和性能。 请允许我继续完成希伯来语翻译： ברשתות הפצה, לעתים מותקנים מכשירים שונים לשיפור איכות הכוח (כמו DVR, UPQC, ASVG, SMES) כדי לשפר את איכות הכוח. אם ניתן היה לתכנן מכשיר שמספק פונקציות תקינה מרובות בתנאים נורמליים (שיפור איכות הכוח) ומציג עמידות גבוהה באופן מיידי בעת תקלות מערכת כדי להגביל את זרם התקלה, ניתן היה להשיג רב-פונקציונליות. מכשיר כזה יכול גם להציע עקרונות וביצועים טובים יותר של הגבלת זרם לעומת FCL קיימים.

3 בעיות נוכחיות במגבילי זרם פגיעה

כמכשיר הגנה חדשני, FCL זוכים לاهتمام גובר, והיישום העתידי שלהם במערכות כוח נראה многообещающим. Однако анализ их потенциальных воздействий и эффектов представляет собой неизбежный вызов. Основные текущие проблемы включают: 请允许我继续完成希伯来语翻译： כמכשיר הגנה חדשני, FCL זוכים לMORE关注，他们在电力系统中的未来应用前景看好。然而，分析其潜在影响和效果是一个不可避免的挑战。主要的当前问题包括：

• ההתנהגות הדינמית של FCL במהלך תקלות, כולל השפעות על יציבות סינכרונית ויציבות עומס.

• אסטרטגיות בקרה של FCL והתיאום שלהן עם מערכות הגנה.

• עיצוב מערכות גילוי תקלות מהירות ביותר ובקרות עבור FCL.

• השפעת FCL על איכות הכוח, במיוחד בנוגע ליצירת הרמוניות.

• מיקום אינטגרלי אופטימלי של FCL במערכות כוח.

• השפעות של FCL על מצב הפעילות של ציוד ורכיבים קיימים ברשת.

• הערכת הכלכלה של יישומי FCL במערכות כוח. פתרון בעיות אלו יעודד מאוד את הפיתוח וההישג של טכנולוגיית FCL.

בעיות ספציפיות עבור מגבילי זרם פגיעה על בסיס מוליכות-על (SFCL):

• יציבות מגנטים מוליכים-על.

• זמן השחזור של מוליכים-על לאחר תקלה.

• פיזור חום ממוליכים-על לאחר הגבלת הזרם.