Akım Sınırlayıcı | Kurulum ve Araştırma Kılavuzu

James

Alan: Elektrik Operasyonları

China

1 Akım Sınırlayıcılarının (FCL) Kurulum Yerleri

Jeneratör Uçlarında：Bu konumda bir FCL kurulması, arızalar sırasında ağdaki kısa devre akım seviyesini azaltır, jeneratöre mekanik ve termal stresi minimize eder ve bu nedenle ekipman ve cihazlardaki kayıpları azaltır.
Tesis Dağıtım Alt İstasyonlarında：Bu konumdaki kısa devre akım seviyeleri genellikle çok yüksektir. Bir FCL'nin kurulması, hata akımlarını önemli ölçüde baskılayabilir.
Tüm Ana Hat Boyunca：Yük talebinin artması, daha büyük dönüştürücülere ihtiyaç duymaya başladığında, mevcut devre kesiciler ve ayrık anahtarlara yer değiştirme ihtiyacı olmayabilir. Daha yüksek güç seviyelerinde, yüksek kapasiteli, düşük empedanslı dönüştürücüler voltaj düzenlemesini korumak için kullanılabilirken, dönüştürücü üzerindeki hata akımı stresini sınırlamak mümkündür. Dönüştürücünün yüksek voltaj tarafındaki hata akımını sınırladıktan sonra, orta voltajlı ana hat üzerindeki bir kısa devre, yüksek voltajlı ana hat üzerinde sadece minimal bir voltaj düşmesine neden olur.
Ağ Bağlantı Hatlarında：Ağ bağlantı noktalarına FCL'lerin kurulması, güç akışı kontrolü, voltaj istikrarı, tedarik güvenliği, sistem istikrarı ve rahatsızlık azaltma açısından önemli faydalar sağlar.
Ana Hat Bağlantı Noktalarında：Farklı ana hatları bir FCL ile bağladıktan sonra, kısa devre akımlarının etkisi önemli ölçüde artmaz. Bir ana hat üzerinde hata oluştuğunda, SFCL üzerinden olan voltaj düşüşü, hatalı ana hat üzerindeki voltaj seviyelerini koruyarak onu hizmette tutmaya yardımcı olur. Birden fazla ana hatın bağlantısı, dönüştürücülerin paralel çalışmasını sağlar, sistem empedansını azaltır, voltaj düzenleme yeteneğini artırır ve tap-değiştirme dönüştürücülere gerek kalmadan kullanıma sunar. Bir ana hat üzerindeki fazla güç, diğer bir ana hat üzerindeki yükleri karşılamak için kullanılabilir, böylece dönüştürücü belirlenen kapasitesinin kullanımı iyileştirilir.
Akımsızlaştırıcı Reaktör Konumlarında：Normal koşullar altında, FCL akımsızlaştırıcı reaktörü kısaltır, gereksiz voltaj düşüşünü ve güç kaybını önler.
Dönüştürücü Besleyicilerinde：Dönüştürücü besleyicisine bir FCL kurmak, aşağı akış ekipmanlarını korur ve anahtarlama işlemlerinde giriş akımlarını azaltır.
Ana Hat Besleyicilerinde：Eğer bir FCL dönüştürücü besleyicisine kurulmamışsa, ana hat besleyicisine kurulmalıdır. Bu, daha fazla FCL birimine ihtiyaç duyulmasına rağmen, normal ve hata koşullarında ana hat üzerindeki kayıpları azaltır.
Yerel Jeneratör Bağlantı Noktalarında：FCL'ler, ek dağıtılmış jenerasyon kaynaklarına (örneğin, termal enerji santralleri, rüzgar çiftlikleri) bağlanırken oldukça yararlıdır, çünkü bu kaynakların toplam kısa devre akımına katkılarını azaltırlar.
Açık Döngüleri Kapatmak İçin：Orta voltajlı ağlarda, döngüler genellikle yüksek kısa devre akımlarından dolayı açık tutulur. FCL'ler, bu döngülerin kapatılmasına, tedarik güvencesinin, voltaj dengelemenin artırılmasına ve ağ kayıplarının azaltılmasına yardımcı olabilir.

2 Akım Sınırlayıcıları için Araştırma Yönleri

Şu anda, FCL uygulamaları bireysel projelere sınıtlıdır. Büyük ölçekli dağıtım için aşağıdaki araştırma alanları acil olarak gerekli görünüyor:

FCL'lerin güç iletim kapasitesini artırmada oynadıkları rol ve ağ istikrarına etkilerini inceleyin; güç sistemi istikrar gerekliliklerini karşılayan temel parametreleri önerin.
Tipik bölgesel ağ yapılarına dayalı olarak FCL'lerin en uygun kurulum yerleri ve kapasite yapılandırmalarını araştırın ve hem sistem istikrarını hem de ekipman termal/mechanical dayanıklılığını sağlayan ana parametreleri belirleyin.
Birden fazla FCL veya FCL'ler ile mevcut FACTS cihazları arasındaki koordinasyon ve kontrol stratejilerini araştırın.
FCL kontrolünün geleneksel sistem kontrolleri ve röle koruma şemalarıyla entegrasyonunu inceleyin.
FCL kontrolünün mevcut ağ yönetimi ve kontrol sistemlerine entegrasyon yöntemlerini araştırın.
FCL'lerin çeşitli yük konumlarında dağıtıldığında güç sistemiyle karşılıklı etkilerini analiz edin ve buna karşılık gelen azaltma stratejileri geliştirin.
FCL'lerin geniş bağlantılı güç ağlarındaki rolünü araştırın.

FCL'ler, yüksek voltajlı, yüksek güç cihazlardır ve güvenilirlikleri ve maliyet etkinlikleri kritik performans göstergeleridir. Güvenilirliğin artırılması, sadece makul devre topolojileri ve olgun kontrol stratejilerine değil, aynı zamanda basit tasarım ve kontrol sistemlerine de ihtiyaç duyar. Sistem tasarımını optimize etmek, boyutu, ağırlığı ve maliyeti azaltmayı FCL araştırma alanında merkezi bir hedef haline getirir. Ayrıca, kontrol sisteminin interferans direnci ve operasyonel istikrarı güvenilir hata akımı sınırlandırması için önemlidir.

FCL'lerin başka bir sorunu da tek fonksiyonlu olmasıdır; normal işletim sırasında pasif kalırlar, bu da ağ yatırım maliyetlerini artırır. Dağıtım ağlarında, güç kalitesini artırmak için çeşitli güç kalitesi kompensasyon cihazları (örneğin, Dinamik Gerilim Restoratörleri (DVR), Birleştirilmiş Güç Kalitesi Şartlandırıcıları (UPQC), Gelişmiş Statik Var Üreticiler (ASVG), Süperiletken Manyetik Enerji Depolama (SMES)) genellikle kurulur. Eğer bir cihaz, normal durumda birden fazla kompensasyon fonksiyonu sağlayıp (güç kalitesini iyileştirerek) ve sistem hataları sırasında anında yüksek impedans göstererek hata akımını sınırlayacak şekilde tasarlanırsa, çok işlevsellik sağlanmış olur. Bu tür bir cihaz, mevcut FCL'lere kıyasla geliştirilmiş akım sınırlama ilkeleri ve performansı sunabilir.

3 Akım Sınırlayıcılarıyla İlgili Güncel Sorunlar

FCL'ler, yeni bir koruma cihazı olarak giderek daha fazla ilgi görüyor ve güç sistemlerindeki gelecekteki uygulaması vaatkar görünüyor. Ancak, potansiyel etkilerini ve etkilerini analiz etmek kaçınılmaz bir zorluktur. Ana güncel sorunlar şunlardır:

FCL'lerin hata geçişlerindeki dinamik davranışları, senkronistik istikrar ve yük istikrarına olan etkileri.
FCL'lerin hata kontrol stratejileri ve röle koruma sistemleriyle koordinasyonları.
FCL'ler için ultra hızlı hata algılama sistemleri ve kontrolörlerin tasarımı.
FCL'lerin güç kalitesine olan etkileri, özellikle harmonik üretim konusunda.
FCL'lerin güç sistemlerinde en uygun bütünleşik yerleştirilmesi.
FCL'lerin ağdaki mevcut ekipman ve bileşenlerin işlem durumlarına olan etkileri.
FCL uygulamalarının güç sistemlerindeki ekonomik değerlendirmesi. Bu sorunların ele alınması, FCL teknolojisinin geliştirilmesine ve benimsenmesine büyük ölçüde katkı sağlayacaktır.