Strömbilastunarmarkara | Teknologi og áhrif á rafrásarstöðugleika

1. Yfirferð yfir skyldustriksmörkunar (FCL) tækni

Heimildarlegar passíverkar aðferðir til að takast á móti skyldustraumi – eins og notkun hágerviðbótarrafsins, fasttrafnaðara eða tvöskiptingar af rafbúningi – hafa inborin skortings sem tengjast brytingu á ráðgengla kerfi, auknum stöðugum gerviðbóta kerfisins og lækkun á öryggisi og öruggungi kerfisins. Þessar aðferðir eru að verða óþarfari fyrir dagtíma flókin og stór rafkerfi.

Á móti því sýna virkir skyldustriksmörkunarvænir, eins og Fault Current Limiters (FCL), lágt gerviðbót við venjulega kerfisstöðu. Þegar villur kemur upp, brottfalla FCL fljótt í hátt gerviðbótarskilyrði, sem efektíft mörkur skyldustrauma á lægra stigi, þannig að leyfir dýnamísk stjórn á skyldustraumi. FCL hafa orðið úr hefðbundnu hugmyndum um rafröðurbúnaðarhálfstraums skyldustriksmörkun með samþættingu á framleidslutækni, ofurleiðandi og magnröðarbúnaðarstjórn.

Grunnvísindaleg regla FCL getur verið einfalduð í mynd sýnd í Mynd 1: Við venjulega kerfisstöðu er lykillinn K lokaður, og engin skyldustriksmörkunar gerviðbót er innleiðin af FCL. Aðeins þegar villur kemur upp opnar K fljótt, setur inn rafröður til að mörkja skyldustrauma.

Mest FCL byggja á þessari grunnreglu eða breyttum útgáfum hennar. Aðal munur milli ýmsa FCL liggur í náttúru skyldustriksmörkunar gerviðbóta, framkvæmd lykils K og tengdum stjórnarstrategíum.

2. FCL framkvæmdaáætlunir og notkunarskilyrði

2.1 Ofurleiðandi skyldustriksmörkunarvænir (SFCL)

SFCL má flokka sem kvenskipanlega eða ekki-kvenskipanlega eftir því hvort þeir nota ofurleiðandi yfirgang frá ofurleiðandi til venjulegu skilyrðis (S/N yfirgang) til að mörkja skyldustrauma. Byggingarmess eru þeir enn frekar flokkuð sem motstandsmikil, brúgarlag, magnsvarsskylda, trafo-lag eða mettur-lag. Kvenskipanleg SFCL byggja á S/N yfirgang (kveðinn þegar hiti, magnsreikur eða straum fer yfir kritísku gildi), þar sem ofurleiðandi skiptir yfir frá núllmotstandi til hátt motstands, þannig að mörkja skyldustrauma.

Ekki-kvenskipanleg SFCL sameina ofurleiðandi spennuhringa við aðrar hluti (til dæmis, framleidslutækni eða magnselement) og stýra vinnumóðum til að mörkja skyldustrauma. Praktísk notkun SFCL stendur fyrir algengum ofurleiðandi vandamálum eins og kostnaður og kjalarofnun. Í viðbót eru kvenskipanleg SFCL með löng reynsla tímar, sem gætu komið í mótsögn við kerfisslóðun, en ekki-kvenskipanleg SFCLs' gerviðbóta breytingar gætu áhrif átt á stjórnarvinnumóða, sem forðast með endurstillingu.

2.2 Magnselement skyldustriksmörkunarvænir

Þessir eru flokkuð í flæðistefnubrot og magnsmettur lykiltegund. Í flæðistefnubrot lagi eru tvær spennuhringar með andstæðu stefnu valda á sama kerfi. Undir venjulegum skilyrðum jafna og andstæðu flæði brotna hver annan, sem gerir lágt lekagegerviðbót.

Þegar villur kemur upp, er ein spennuhringur brottfalla, sem brotnar flæðijafnvægi og býður upp á hátt gerviðbót. Magnsmettur lykiltegund stýrir með því að skapa straumsmörkunarkerfi í mettur (með DC svæði, o.s.frv.) undir venjulegum skilyrðum, sem gefur lágt gerviðbót. Þegar villur kemur upp, dreifir skyldustrauma mettur út af mettur, sem skapar hátt gerviðbót til að mörkja skyldustrauma. Vegna flókinna stjórnar kravanna, sjást takmarkað notkun magnselement skyldustriksmörkunarvæna.

2.3 PTC motstandur skyldustriksmörkunarvænir

Positive Temperature Coefficient (PTC) motstandar eru ólínræð; þeir birta lágt motstand og minnst hiti undir venjulegum skilyrðum. Þegar skemmtur kemur upp, stækkar hitinn hratt, sem hefur áhrif á að stækkast um 8-10 margföld á millisekúndum. FCL sem byggja á PTC motstandar hafa orðið notuð í lauslyktu notkun í lágspenna notkun.

En skortings eru: há spenna sem myndast við indíktíva skyldustriksmörkun (sem krefst parallel spennuvörn); verkakraft vegna motstandarstyttingar á meðan í vinnumóðum; takmarkað spenna/streymi gildi (hundrað spenna, nokkrir ampere), sem krefst series-parallel tengingar og takmarka notkun við háspenna; og lengi reynsla tími (fjögur mínútur) með stutt notkunartíma, sem halda áfram stórum notkun.

2.4 Solid-State Current Limiters (SSCLs)

SSCLs eru nýr tegund af skyldustriksmörkunarvænum sem byggja á framleidslutækni, oftast samsett af venjulegum rafröðum, framleidslutækni og stjórnarvænum. Þau bera ýmsar topologies, hratt svar, hátt vinnumóðasamtök og einfalda stjórn. Með stjórn á stöðu framleidslutækni, er jafngildi gerviðbóta SSCL breytt til að mörkja skyldustrauma. Nánast ný FACTS tæki, SSCLs fá fleiri athygli. En við villur, framleidslutækni verða að hafa fulla skyldustrauma, sem krefst háa framleidslutækni og kapasíti. Samþætting á mörgum SSCL eða með öðrum FACTS stjórnarvænum er enn fremur mikilvæg vandamál.

2.5 Efnahagsleg skyldustriksmörkunarvænir

Þessir bera lýsigert teknologíu, hátt öryggi, lágt kostnaðar og sjálfvirk skipting án ytri stjórnar. Þeir eru aðallega flokkuð í bog-strömmu brottfall og series-resonant tegund. Bog-strömmu brottfall tegund samanstendur af vakuum lyklil og skyldustriksmörkunar motstandi. Við venjulega vinnumóðum, flytur straumur yfir lykilinn. Þegar skemmtur kemur upp, opnar lykilinn, sem fjölgar straum til að brottfalla á motstand til að mörkja skyldustrauma.

Vandamál eru: brottfalla straumur sem er áhrif af vakuum bog spennu og strykandi indíktíva; brottfalla tími sem fer eftir lykilhöfn; og erfitt að brottfalla straumur við lágt bog spennu, sem krefst aukalegra hjálpara til að auka bog spennu og fjölgar straumur nullcrossing. Series-resonant FCL nota mettur mettur eða surge arresters sem lykli. Við venjulega vinnumóðum, eru kondensator og indíktíva í series resonans með lágt gerviðbót. Þegar skemmtur kemur upp, hærra straumur mettur mettur eða virkar arrester, sem missvirður resonans og setur inn rafröður í línu til að mörkja skyldustrauma. Elektromagnetics repulsion fljótt lykli geta einnig hraða brottfalla kondensator.

2.6 Núverandi stöðu FCL verklegt notkun

Til að hafa praktísk gildi, FCL verða að hafa fljótt sértraða gerviðbót við villur, en einnig hafa sjálfvirk endurstilling, mörg samfylgd vinnumóðum, lágt harmonics, og samþætta viðfæringar- og rekstur kostnaðar. Í dag, takmarkað af teknískum vandamálum og kostnaðar, með ýmsar prófanir sem hafa verið búin til alls staðar, er ekki mikið af verklegt notkun, mest takmarkað við lágspenna, litla stærð prófunarverkefnum.

Sviðið hefur byrjað fyrri utanlands, með merkilegum framfarum í solid-state og ofurleiðandi FCL verslunarrifjun. Árið 1993 var 6.6 MW solid-state lykilinn með anti-parallel GTOs settur upp á 4.6 kV feeder í Army Power Center í New Jersey, Bandaríkjunum, sem getur hlaðið villur innan 300 μs. Árið 1995 var 13.8 kV/675 A solid-state FCL af EPRI og Westinghouse settur upp í PSE&G substation. Fyrir ofurleiðandi FCL, var hybrid AC/DC FCL búinn til af ACEC-Transport og GEC-Alsthom árið 1998, sem náði verslunarrifjun. Árið 1999 var 15 kV/1200 A SFCL samstarfsverkefni General Atomics og aðrar settur upp í Southern California Edison (SCE) substation.

Heimildarleg FCL rannsókn hefur byrjað seinna en hafið hraða framfarir. Árið 2007, Kínvers 35 kV ofurleiðandi mettur FCL, búinn til af Tianjin Electromechanical Holdings og Beijing YunDian YingNa Superconductor Cable Co., Ltd., hafði grid-connected prófunarvinnumóðum í Puji Substation, Yunnan - þá hæsta spenna, hæstu stærð ofurleiðandi mörkunarvænis í prófunarvinnumóðum. Fyrir series-resonant FCL, Kínvers fyrsta 500 kV tæki, samstarfsverkefni af China Electric Power Research Institute, Zhongdian Puri, og East China Grid, var settur upp í 500 kV Bingyao Station í lok 2009, sem lækkar skyldustrauma niður að undir 47 kA.

Á heimsvísu, FCL notkun er enn fremur takmarkað við einstaka verkefnum, en fær fleiri athygli. Mikill potenti er enn í rannsókn á auknum stærð, spennu meðstöðu, efni betur, hitaskipti, kostnaðar stjórn, og topologies betur.

3. Áhrif FCL samþættingar á rafkerfis öruggun og öruggun

Fljótt sértraða gerviðbót FCL við villur, sem efektíft mörkur straum, breytir netkerfi parameters, sem hafa áhrif á dýnamísk öruggun, spennu öruggun, relay protection settings, og slóðun. Dært stjórn getur valdið neikvæðum áhrifum. Samþætting stjórn og besta skipulag er mikilvægt fyrir mörg FCL til að ná bestu afköstum.

3.1 Áhrif á Relay Protection og Reclosing Settings

Fyrir mettur SFCL, langi reynsla tími merkir að mikill gerviðbót heldur á eftir villu, sem gæti krafð endurstillingu á sjálfvirk slóðun og relay protection. Litrature bendir á að setja quench-type SFCL á generator og aðal trafo grenum; þó sem protection endurstilling er nauðsynleg, heldur á mikill gerviðbót á reynsla sem brake resistor, sem gagnast dýnamísk öruggun. Ýmis distance protection setting aðferðir sem taka tillit til SFCL hafa verið fyrirlest. Solid-state FCL geta notið thyristor trigger signals, bypass breaker contacts, FCL switch positions, og GAP circuits til að skipta um zero-sequence current protection settings, sem segir grein fyrir sensitivity eftir FCL sértraða.

3.2 Áhrif á Dýnamísk Straum-Vinkel Öruggun

Meðan FCL í almennt vinna með lágt gerviðbót venjulega og hátt gerviðbót við villur, hafa sérstök vinnumóðum og byggingar áhrif á dýnamísk straum-vinkel öruggun. Solid-state og ofurleiðandi FCL, með sértraða hátt gerviðbót við villur, geta bætt á generator electromagnetic power output og bætt á dýnamísk öruggun.

Resistive-type FCL bæta öruggun meira en inductive types með því að veita damping resistance sem notar meira generator power. En rangt resistance gildi gæti valdið reverse power flow til generator, sem verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður að vera verður a......