Ограничител на грешката на струјата | Упатство за инсталација и истражување

1 Локации за инсталирање на ограничуваачи на токот на грешката (FCLs)

• На терминалите на генераторите：Инсталирањето на FCL на оваа локација намалува нивото на токот на кратко поврзување во мрежата во случај на грешки, намалува механичката и термичката притисната на генераторот и како резултат намалува загубите во опремата и уредите.

• Во подстанциите за дистрибуција на заводите：Нивото на токот на кратко поврзување на оваа локација типички е многу високо. Инсталирањето на FCL може значително да супресира токовите на грешката.

• На целата шина：Кога зголемениот барање на нагласува изискува поголеми трансформатори, постојачките прекинувачи и оддвојувачи можеби нема да треба да се заменат. При поголеми нивоа на моќ, може да се користат трансформатори со голема капацитет и ниска импеданца за одржување на регулацијата на напонот, додека ограничуваат стресот од токот на грешката на трансформаторот. По ограничувањето на токот на грешката на високонапонската страна на трансформаторот, кратко поврзување на средненапонската шина ќе предизвика само минимално паѓање на напонот на високонапонската шина.

• На мрежните поврзни линии：Инсталирањето на FCLs на точки на мрежно поврзување дава значајни предности во однос на контролата на протокот на моќта, стабилноста на напонот, сигурноста на доставата, системска стабилноста и намалувањето на помешањата.

• На поврзни точки на шините：После поврзувањето на поединечни шини со FCL, влијанието на токовите на кратко поврзување не се зголемува значително. Кога се случи грешка на една шина, паѓањето на напонот преку SFCL помага во одржувањето на нивото на напонот на грешната шина, што ја овозможува да остане во функција. Поврзувањето на повеќе шини овозможува паралелна работа на трансформаторите, намалува системската импеданца, го зголемува капацитетот за регулација на напонот и го елиминира потребата за трансформатори со променлив напон. Превишокот на моќ од една шина може да снабдува нагласува на друга, го подобрува изкористувањето на номиналниот капацитет на трансформаторот.

• На локациите на ограничуваачите на токот：Под нормални услови, FCL го префрла ограничуваачот на токот, избегнувајќи неопходно паѓање на напонот и загуби на моќ.

• На фидери на трансформаторите：Инсталирањето на FCL на фидерот на трансформаторот го заштитува опремата подолу и ги намалува најавните токови при операции со прекинување.

• На фидери на шините：Ако FCL не е инсталиран на фидерот на трансформаторот, треба да се инсталира на фидерот на шината. Иако тоа може да избара повеќе единици FCL, намалува загубите на шината под нормални и грешни услови.

• На точки на поврзување на локалните генератори：FCLs се многу полезни за поврзување на дополнителни извори на распределена генерација (на пример, термални електроцентрални, ветропаркови) бидејќи го намалуваат придонесот на овие извори на тоталниот ток на кратко поврзување.

• За затварање на отворени циклуви：Во мрежите со среден напон, циклувите понекогаш се држат отворени поради високи токови на кратко поврзување. FCLs можат да се користат за затварање на овие циклуви, подобрувајќи надежноста на доставата, балансот на напонот и намалувајќи ги загубите во мрежата.

2 Исследователски насоки за ограничуваачите на токот на грешката

Сега, примените на FCL се ограничени до индивидуални проекти. За масови применувања, следните истражувачки области се спешно потребни:

• Истражување на ролата на FCLs во зголемувањето на капацитетот за транспорта на моќта и нивниот влијание врз стабилноста на мрежата; предложување на основни параметри кои ги исполнуваат барањата за стабилност на системот за моќ.

• Студија на оптимални локации и конфигурации на капацитет за инсталација на FCLs според типични регионални структури на мрежата, и определување на клучни параметри кои задоволуваат и системска стабилност и термички/механички капацитети на опремата.

• Истражување на координација и контролни стратегии меѓу повеќе FCLs или помеѓу FCLs и постојачки FACTS уреди.

• Истражување на интеграција на контролата на FCL со конвенционални системски контроли и шеми за реле заштита.

• Студија на методи за интеграција на контролата на FCL во постојачки системи за диспечерство и контрола на мрежата.

• Анализа на обојни влияња меѓу FCLs и системот за моќ кога се инсталираат на различни локации на нагласува, и развој на соодветни стратегии за намалување.

• Истражување на ролата на FCLs во големи поврзани мрежи за моќ.

FCLs се уреди со висок напон и голема моќ, и нивната надежност и економичност се критични показатели за перформанса. Подобрувањето на надежноста бара не само рационални топологии на кола и зрелости контролни стратегии, туку и едноставност во дизајнот и контролата. Оптимизацијата на системскиот дизајн за намалување на големина, тежина и цена останува централна цел во истражувањето на FCL. Поради тоа, антиинтерферентниот капацитет и оперативната стабилност на контролниот систем се суштински за надежно ограничување на токот на грешката.

Друг проблем со FCLs е нивната едина функција - тие остануваат неактивни под нормални услови, што го зголемува инвестициите во мрежата. Во дистрибутивните мрежи, често се инсталираат различни уреди за компензација на качеството на моќта (на пример, Dynamic Voltage Restorers (DVR), Unified Power Quality Conditioners (UPQC), Advanced Static Var Generators (ASVG), Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES)) за подобрување на качеството на моќта. Ако би се дизајнирал уред кој под нормални услови ќе пружа многу функции за компензација (подобрување на качеството на моќта) и моментално ќе се претставува како висока импеданца во случај на системски грешки за ограничување на токот на грешката, тоа би го постигнало многуфункционалноста. Таков уред би могол да предложи подобрен принцип и перформанса за ограничување на токот во однос на постојачките FCLs.

3 Тековни проблеми со ограничуваачите на токот на грешката

Како нов протективен уред, FCLs добиваат повеќе внимание, и нивната бидна примена во системите за моќ изгледа обетувачка. Меѓутоа, анализа на нивните потенцијални влијанија и ефекти е неизбежна предизвикна. Главните тековни проблеми вклучуваат:

• Динамичкото однесување на FCLs во време на грешки, вклучувајќи влијанија врз синхронизацијата на стабилноста и стабилноста на нагласува.

• Стратегии за контрола на грешките на FCLs и нивната координација со системи за реле заштита.

• Дизајн на системи за ултрабрзо детектирање на грешки и контролери за FCLs.

• Влијание на FCLs врз качеството на моќта, особено во однос на генерирањето на хармонии.

• Оптимална интегрирана локација на FCLs во системите за моќ.

• Ефекти на FCLs врз оперативното состојба на постојачката опрема и компоненти во мрежата.

• Економска евалуација на примените на FCLs во системите за моќ. Решавањето на овие проблеми ќе го промовира значително развојот и прифаќањето на технологијата FCL.

Специфични проблеми за суперпроводни ограничуваачи на токот на грешката (SFCLs):

• Стабилноста на суперпроводни магнети.

• Времето за враќање на суперпроводници после грешка.

• Отстранување на топлина од суперпроводници после ограничување на токот.