Áramkori korlátozó | Telepítési és kutatási útmutató

1 Helyek hibajáram-korlátozók (FCL) telepítésére

• A generátorkötőn:Ezen helyen történő FCL telepítés csökkenti a hálózatban fellépő hibák közbeni rövidzárlat-járam szintjét, minimalizálja a generátorra nehezedő mechanikai és hőtényezőket, és ennek megfelelően csökkenteni tudja az eszközök és berendezések károsodását.

• A telepi szabályozóállomásokban:Ezen helyen a rövidzárlat-járam-szint általában nagyon magas. Az FCL telepítése jelentősen le tudja csillapítani a hibajáramokat.

• A teljes buszbárkon:Amikor a növekvő terhelés-megkívánat nagyobb transzformátort igényel, meglévő átkapcsolók és elválasztókapcsolók cseréje nem szükséges. Magasabb teljesítményű, alacsony-induktiós transzformátorok használhatók a feszültség-szabályozás fenntartása érdekében, miközben korlátozzák a hibajáram hatását a transzformátoron. A transzformátor magasfeszültségi oldalának hibajáramának korlátozása után a közepesfeszültségű buszbárkon bekövetkező rövidzárlat csak minimális feszültség-leesést okoz a magasfeszültségi buszbárkon.

• A hálózati kötővonalakon:Az FCL-ek telepítése a hálózati összeköttetési pontokon jelentős előnyöket kínál a teljesítményáram irányítása, a feszültség-stabilitás, a szolgáltatás-biztonság, a rendszer stabilitása és a zavar-csökkentés tekintetében.

• A buszbárkozások összeköttetésénél:Külön buszbárkok összeköttetése SFCL segítségével nem jár jelentősen növekedett hibajáram-hatással. Amennyiben egy buszbárkon bekövetkezik hiba, a SFCL-en keresztül történő feszültség-leesés segít fenntartani a hibás buszbárkon a feszültség szintjét, így azt a szolgálatban tarthatják. Több buszbárk összeköttetése lehetővé teszi a transzformátorok párhuzamos működését, csökkentve a rendszer induktanciát, javítva a feszültség-szabályozási képességet, és megszüntetve a tap-váltó transzformátorok szükségességét. Egy buszbárkon lévő túlmaradó teljesítmény elláthat más buszbárkon lévő terheléseket, javítva a transzformátorok beállított kapacitásának felhasználását.

• A járamkorlátozó reaktorok helyein:Normál viszonyok között az FCL kivitelezése kihagyja a járamkorlátozó reaktort, így elkerülhető a felesleges feszültség-leesés és a teljesítményvesztés.

• A transzformátor-futtatóvonalakon:Az FCL telepítése a transzformátor-futtatóvonalon véd meg a lefelé lévő eszközöket, és csökkenti a kapcsoláskor fellépő beáramokat.

• A buszbárk-futtatóvonalakon:Ha nincs FCL telepítve a transzformátor-futtatóvonalon, akkor a buszbárk-futtatóvonalon kell telepíteni. Bár ez több FCL egységet igényelhet, csökkenti a buszbárkon fellépő veszteségeket normál és hibás viszonyok között is.

• A helyi generátorok összeköttetési pontjain:Az FCL-ek nagyon előnyösnek bizonyulnak további elosztott termelőforrások (pl. hőerőművek, szélparkok) összeköttetésére, mivel csökkentik ezeknek a forrásoknak a teljes rövidzárlat-járamhoz való hozzájárulását.

• Zárt hurok létrehozására:A közepesfeszültségű hálózatokban a hurokot néha nyitva tartják a magas rövidzárlat-járam miatt. Az FCL-ek használhatók a hurok zárására, javítva a szolgáltatás megbízhatóságát, a feszültség-egyensúlyt, és csökkentve a hálózati veszteségeket.

2 Kutatási irányok a hibajáram-korlátozók terén

Jelenleg az FCL-ek alkalmazása korlátozódik egyedi projektekre. A nagy léptékű üzembe helyezéshez a következő kutatási területekre van szükség:

• Vizsgálja az FCL-ek szerepét a teljesítmény-átviteli kapacitás növelésében és hatásukat a hálózat stabilitására; javasoljon alapvető paramétereket, amelyek megfelelnek a villamos energia-rendszer stabilitási követelményeinek.

• Tanulmányozza az FCL-ek optimális telepítési helyeit és kapacitási konfigurációit a tipikus regionális hálózati szerkezetek alapján, és határozza meg a kulcsparamétereket, amelyek kielégítik a rendszer stabilitását és a berendezések hőtényezeti/mechanikai kitartó képességeit.

• Kutassa az FCL-ek közötti, vagy az FCL-ek és a meglévő FACTS berendezések közötti koordinációt és ellenőrzési stratégiákat.

• Vizsgálja az FCL-ek ellenőrzésének integrálását a hagyományos rendszerszabályozási és relévédelmi rendszerekkel.

• Tanulmányozza, hogyan lehet az FCL-ek ellenőrzését beépíteni a meglévő hálózati ütemezési és ellenőrzési rendszerekbe.

• Elemzi az FCL-ek és a villamos energia-rendszer közötti kölcsönhatásokat különböző terhelési helyeken, és dolgozzon ki megfelelő enyhítő stratégiákat.

• Kutassa az FCL-ek szerepét a nagy, összeköttetett villamos energia-hálózatokban.

Az FCL-ek magasfeszültségi, nagy teljesítményű berendezések, és megbízhatóságuk és költséghatékonyságuk kritikus teljesítményjellemzők. A megbízhatóság javítása nem csak racionális áramkör-topológiákat és fejlett ellenőrzési stratégiákat igényel, de egyszerűséget is a tervezésben és az ellenőrzésben. A rendszer tervezésének optimalizálása a méret, a súly és a költség csökkentése továbbra is központi cél az FCL kutatásban. Emellett az ellenőrző rendszer ellenállóképessége és működési stabilitása is létfontosságú a megbízható hibajáram-korlátozás érdekében.

Egy másik probléma az FCL-ekkel, hogy egyetlen funkciójuk van - inaktívak a normál működés során, ami növeli a hálózati befektetési költségeket. A terjesztő hálózatokban gyakran telepítenek különböző minőség-javító berendezéseket (pl. Dinamikus Feszültség-Visszaállító (DVR), Egyesített Minőség-Javító Berendezés (UPQC), Fejlett Statisztikus Reaktív Teljesítmény Termelő (ASVG), Szupravezető Mágneses Energia Tároló (SMES)) a minőség javítása érdekében. Ha egy berendezést tervezne, amely normál viszonyok között több kompenzációs funkciót is biztosít (minőség javítása) és rendszerhibák esetén azonnal nagy ellenállást mutat a hibajáram korlátozására, akkor többfüggvényű lenne. Ilyen berendezés javíthatná a jelenlegi FCL-ek ellenálló jellemvonásait és teljesítményét.

3 Jelenlegi problémák a hibajáram-korlátozók terén

Az FCL-ek mint új védelmi berendezések egyre nagyobb figyelmet kapnak, és jövőbeli alkalmazásuk a villamos energia-rendszerekben ígéretesnek tűnik. Azonban potenciális hatásuk és effektusuk elemzése kerülhetetlen kihívás. A legfontosabb jelenlegi problémák a következők:

• Az FCL-ek dinamikus viselkedése a hibák közben, beleértve a szinkronizmus stabilitásra és a terhelés stabilitására gyakorolt hatásokat.

• Az FCL-ek hibakezelési stratégiái és koordinációjuk a relévédelmi rendszerekkel.

• Ultra-gyors hibadetektáló rendszerek és ellenőrzők tervezése az FCL-ekhez.

• Az FCL-ek hatása a minőségre, különösen a harmonikus generálás tekintetében.

• Az FCL-ek optimális integrált elhelyezése a villamos energia-rendszerekben.

• Az FCL-ek hatása a hálózaton belüli meglévő eszközök és alkatrészek működési állapotára.

• Az FCL-ek alkalmazásának gazdasági értékelése a villamos energia-rendszerekben. Ezek problémák megoldása jelentősen elősegítheti az FCL technológia fejlődését és elfogadását.

Különleges problémák a szupravezető hibajáram-korlátozók (SFCL) terén:

• A szupravezető mágnesek stabilitása.

• A szupravezető anyagok visszaállási ideje a hiba után.

• A szupravezető anyagokból származó hőkiadás a járamkorlátozás után.