1 Lokasi untuk Memasang Pembatas Arus Kortikal (FCLs)
Pada Terminal Generator:Memasang FCL di lokasi ini mengurangi tahap arus kortikal dalam grid semasa gangguan, meminimumkan tekanan mekanikal dan termal pada generator, dan seterusnya mengurangkan kehilangan pada peralatan dan peranti.
Pada Substasiun Penyuluh Tumbuhan:Tahap arus kortikal di lokasi ini biasanya sangat tinggi. Memasang FCL boleh menekan secara signifikan arus gangguan.
Seluruh Busbar:Apabila permintaan beban meningkat memerlukan transformator yang lebih besar, pemutus litar dan saklar pemutus sedia ada mungkin tidak perlu digantikan. Pada tahap kuasa yang lebih tinggi, transformator kapasiti tinggi, impedansi rendah boleh digunakan untuk mengekalkan pengaturan voltan, sambil membatasi tekanan arus gangguan pada transformator. Selepas membatasi arus gangguan pada sisi voltan tinggi transformator, gangguan kortikal pada busbar voltan sederhana akan menyebabkan hanya penurunan voltan minimal pada busbar voltan tinggi.
Pada Garis Hubungan Rangkaian:Memasang FCL pada titik interkoneksi rangkaian memberikan manfaat yang signifikan dari segi kawalan aliran kuasa, kestabilan voltan, keselamatan bekalan, kestabilan sistem, dan mitigasi gangguan.
Pada Interkoneksi Busbar:Selepas menghubungkan busbar terpisah dengan FCL, impak arus kortikal tidak meningkat secara signifikan. Apabila terjadi gangguan pada satu busbar, penurunan voltan melalui SFCL membantu mengekalkan tahap voltan pada busbar yang bermasalah, membolehkannya tetap beroperasi. Menghubungkan beberapa busbar memungkinkan operasi paralel transformator, mengurangi impedansi sistem, meningkatkan kemampuan pengaturan voltan, dan menghilangkan keperluan untuk transformator bertap-changing. Kuasa berlebihan dari satu busbar dapat mensuplai beban pada busbar lain, meningkatkan penggunaan kapasiti terkini transformator.
Pada Lokasi Reaktor Pembatas Arus:Dalam keadaan normal, FCL menjembatani reaktor pembatas arus, mengelakkan penurunan voltan yang tidak perlu dan kehilangan kuasa.
Pada Pengumpan Transformator:Memasang FCL pada pengumpan transformator melindungi peralatan hulu dan mengurangi arus inrush semasa operasi beralih.
Pada Pengumpan Busbar:Jika FCL tidak dipasang pada pengumpan transformator, ia harus dipasang pada pengumpan busbar. Walaupun ini mungkin memerlukan lebih banyak unit FCL, ia mengurangi kehilangan pada busbar dalam keadaan normal dan gangguan.
Pada Titik Sambungan Janaan Lokal:FCL sangat bermanfaat untuk menghubungkan sumber janaan terdistribusi tambahan (mis., tumbuhan tenaga termal, ladang angin) kerana ia mengurangkan sumbangan sumber-sumber ini kepada arus kortikal total.
Untuk Menutup Gelung Terbuka:Dalam rangkaian voltan sederhana, gelung kadang-kadang dibiarkan terbuka disebabkan oleh arus kortikal yang tinggi. FCL boleh digunakan untuk menutup gelung-gelung ini, meningkatkan keandalan bekalan, keseimbangan voltan, dan mengurangi kehilangan rangkaian.
2 Arah Penyelidikan untuk Pembatas Arus Kortikal
Saat ini, aplikasi FCL terbatas pada projek individu. Untuk penerapan skala besar, bidang penyelidikan berikut sangat diperlukan:
Kaji peranan FCL dalam meningkatkan kapasiti transmisi kuasa dan dampaknya terhadap kestabilan grid; usulkan parameter dasar yang memenuhi keperluan kestabilan sistem kuasa.
Kaji lokasi pemasangan optimal dan konfigurasi kapasiti FCL berdasarkan struktur grid regional tipikal, dan tentukan parameter utama yang memenuhi kestabilan sistem dan daya tahan termal/mekanikal peralatan.
Kaji strategi koordinasi dan kawalan antara beberapa FCL atau antara FCL dengan peranti FACTS sedia ada.
Kaji integrasi kawalan FCL dengan kawalan sistem konvensional dan skema perlindungan relai.
Kaji cara mengintegrasikan kawalan FCL ke dalam sistem pengaturan dan kawalan grid sedia ada.
Analisis dampak saling antara FCL dan sistem kuasa apabila diterapkan di berbagai lokasi beban, dan kembangkan strategi mitigasi yang sesuai.
Eksplorasi peranan FCL dalam grid kuasa terhubung besar.
FCL adalah peranti voltan tinggi, kuasa tinggi, dan keandalan serta efisiensi biaya merupakan indikator prestasi kritis. Meningkatkan keandalan memerlukan bukan hanya topologi rangkaian yang rasional dan strategi kawalan yang matang, tetapi juga kesederhanaan dalam rancangan dan kawalan. Optimasi rancangan sistem untuk mengurangi ukuran, berat, dan biaya tetap menjadi tujuan utama dalam penyelidikan FCL. Selain itu, daya tahan terhadap gangguan dan stabilitas operasional sistem kawalan sangat penting untuk pembatasan arus gangguan yang andal.
Masalah lain dengan FCL adalah fungsinya yang tunggal—mereka tidak aktif selama operasi normal, meningkatkan kos investasi grid. Dalam jaringan distribusi, berbagai peranti kompensasi kualitas kuasa (mis., Dynamic Voltage Restorers (DVR), Unified Power Quality Conditioners (UPQC), Advanced Static Var Generators (ASVG), Superconducting Magnetic Energy Storage (SMES)) sering dipasang untuk meningkatkan kualitas kuasa. Jika peranti dapat dirancang untuk memberikan fungsi kompensasi ganda dalam kondisi normal (memperbaiki kualitas kuasa) dan segera menampilkan impedansi tinggi selama gangguan sistem untuk membatasi arus gangguan, maka akan mencapai multifungsi. Peranti seperti itu juga dapat menawarkan prinsip dan kinerja pembatasan arus yang lebih baik dibandingkan FCL yang ada.
3 Isu Saat Ini dengan Pembatas Arus Kortikal
Sebagai peranti pelindung baru, FCL menerima perhatian yang semakin meningkat, dan aplikasinya di masa depan dalam sistem kuasa tampak menjanjikan. Namun, menganalisis dampak dan efek potensialnya adalah tantangan yang tidak terhindarkan. Isu-isu utama saat ini termasuk:
Perilaku dinamis FCL selama transien gangguan, termasuk dampaknya pada kestabilan sinkronisasi dan kestabilan beban.
Strategi kontrol gangguan FCL dan koordinasinya dengan sistem perlindungan relai.
Rancangan sistem deteksi gangguan ultra-cepat dan pengendali FCL.
Dampak FCL terhadap kualitas kuasa, terutama terkait dengan pembangkitan harmonik.
Penempatan terintegrasi optimal FCL dalam sistem kuasa.
Dampak FCL terhadap status operasional peralatan dan komponen yang ada di grid.
Evaluasi ekonomi aplikasi FCL dalam sistem kuasa. Menyelesaikan isu-isu ini akan sangat mendorong pengembangan dan adopsi teknologi FCL.
Isu Spesifik untuk Pembatas Arus Kortikal Superkonduktor (SFCLs):
Stabilitas magnet superkonduktor.
Waktu pemulihan superkonduktor setelah gangguan.
Pelepasan panas dari superkonduktor setelah pembatasan arus.