Περιορισμός Τροχαίου Ρεύματος σε Συστήματα Ρεύματος και Η Εφαρμογή Περιοριστών Τροχαίου Ρεύματος (FCL)

Εισαγωγή​
Με την ανάπτυξη των συστημάτων παροχής ρεύματος και την αύξηση των απαιτήσεων φόρτου, η ενσωμάτωση μεγάλων μονάδων παραγωγής και εξοπλισμού υποσταθμίων – ειδικά η εμφάνιση μεγάλων ηλεκτροπαραγωγών στα κέντρα φορτίου και η σύνδεση μεγάλων συστημάτων παροχής ρεύματος – έχει αναπόφευκτα οδηγήσει σε συνεχή αύξηση των επιπέδων στροφικού ρεύματος. Χωρίς αποτελεσματικά μέτρα περιορισμού, αυτή η τάση θα αυξάνει σημαντικά την επένδυση σε εξοπλισμό για νέες υποσταθμούς, αλλά και θα επηρεάζει σοβαρά τις γραμμές επικοινωνίας και τους αγωγούς των υφιστάμενων εγκαταστάσεων υποσταθμίων, με δυνατότητα να απαιτηθούν σημαντικά χρηματικά ποσά για ανανέωση και ενημέρωση.

Στις πρώιμες φάσεις ανάπτυξης του συστήματος, όταν η δυναμική του συστήματος είναι μικρή και τα επίπεδα στροφικού ρεύματος χαμηλά, η αύξηση του στροφικού ρεύματος μπορεί συνήθως να αντιμετωπιστεί με την αντικατάσταση των στροφοργάνων – άλλος εξοπλισμός υποσταθμίων συνήθως έχει αρκετό περιθώριο σε αυτό το στάδιο. Ωστόσο, όταν η δυναμική του συστήματος παροχής ρεύματος είναι μεγάλη, τα επίπεδα στροφικού ρεύματος υψηλά και το στροφικό ρεύμα συνεχίζει να αυξάνεται λόγω της σύνδεσης των συστημάτων ή περαιτέρω επέκτασης της δυναμικής, η απλή αντικατάσταση των στροφοργάνων δεν είναι πλέον αρκετή. Οι υφιστάμενες υποσταθμίες μπορεί να απαιτούν όχι μόνο την αντικατάσταση των στροφοργάνων, αλλά και την ενίσχυση ή την αντικατάσταση των κυρίων μετατροπείων, των αποσυνδέστριων, των μετατροπέων μέτρησης, των συμπαγών, των αιωρούμενων, των κατασκευών, των θεμελίων και των συστημάτων αγωγής. Επιπλέον, οι γραμμές επικοινωνίας μπορεί να χρειαστούν άθληση ή ακόμη και μετατροπή σε υπόγειες καλωδιακές γραμμές επικοινωνίας.

Λόγω διάφορων παραγόντων, νέες μεγάλες μονάδες παραγωγής και ηλεκτροπαραγωγοί συνεχίζουν να ενσωματώνονται στο δίκτυο 220kV, οδηγώντας σε εξαιρετικά γρήγορη αύξηση των επιπέδων στροφικού ρεύματος. Η δυνατότητα διακοπής και η δυναμική σταθερότητα πολλών στροφοργάνων 220kV – και ακόμη και ολόκληρων υποσταθμίων – δεν μπορούν πλέον να ανταποκρίνονται στα αυξανόμενα επίπεδα στροφικού ρεύματος, δημιουργώντας σοβαρές τεχνικές και οικονομικές προκλήσεις. Έτσι, η έρευνα στον περιορισμό του στροφικού ρεύματος είναι επείγουσα.

​1 Παραδοσιακά Μέτρα Περιορισμού Ρεύματος και Τα Όριά Τους​
Ο περιορισμός του στροφικού ρεύματος μπορεί να αντιμετωπιστεί από την άποψη της δομής, της λειτουργίας και του εξοπλισμού του συστήματος. Τα παραδοσιακά μέτρα περιλαμβάνουν τις εξής κατηγορίες, αλλά κάθε μία έχει σημαντικά όρια:

• ​a. Προσαρμογή της Δομής του Δικτύου​
  Περιλαμβάνει την ανάπτυξη δικτύων υψηλότερης τάσης, τη διαίρεση χαμηλότερων τάσεων / συμπαγών και τη διαίρεση του δικτύου.
• Ανάπτυξη δικτύων υψηλότερης τάσης: Απαιτεί μεγάλες επενδύσεις και περιλαμβάνει περιβαλλοντικές ανησυχίες.
• Διαίρεση χαμηλότερων τάσεων / συμπαγών: Απλή εφαρμογή με σημαντικά επίπεδα περιορισμού ρεύματος, αλλά μειώνει τα περιθώρια ασφάλειας του συστήματος και περιορίζει την ευελιξία λειτουργίας, καθιστώντας το κατάλληλο μόνο για αναγκαίες περιπτώσεις.
• ​b. Τεχνολογία Συνδεδεμένων DC​
  Η σύνδεση DC μπορεί να μειώσει σημαντικά το στροφικό ρεύμα, αλλά η επένδυση σε μετατροπείς σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σε καιρούς αντιμετώπισης σ......