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基于集成门极换流晶闸管新型故障限流器的研究

作　者: 程思远
导　师: 朱康; 戴玉松
学　校: 西华大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 故障限流器继电保护 PSCAD/EMTDC IGCT
分类号: TM471
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
下　载: 26次
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内容摘要

随着电力系统负荷的快速增长，电力系统的规模和容量不断扩大，导致电网的短路电流水平持续增高。此外各级电网的紧密互联，在提高了电网输电能力的同时，也引起了短路容量的迅速增加。因此，如何限制电力系统短路电流，减轻断路器等各种电气设备的工作负担，提高设备工作可靠性和使用寿命，从而加强电力系统运行可靠性，已成为我国电力系统安全稳定运行、电网建设以及电力发展的迫切问题。目前，国内外的电力科学工作者将限流技术的重点放在了综合性能较好，应用前景广阔的故障限流器（Fault Current Limiter，FCL）的研制上，因此研发出更优越、性能更好、效果更佳显著的故障限流器已然成为了我国乃至国际上的前沿课题，对电力技术的发展具有重大意义。文章对多种故障限流器的拓扑结构和工作原理进行比较，介绍了各自的优越点，针对性的分析了串补型故障限流器的工作原理以及对继电保护的影响，重点研究了其对距离保护、工频故障分量的距离保护以及对方向性电流保护的影响，并提出一些减小对距离保护影响的有效措施。作者结合了各类FCL的拓扑结构和工作原理，提出了一种基于集成门极换流晶闸管(IGCT)的双重投切式新型故障限流器，对其主要部件、拓扑结构以及工作原理进行了详细介绍，阐明其优点，并在此基础上通过仿真研究，验证了新型故障限流器的可行性和优越性及其对电力系统继电保护和暂态稳定性的影响。通过应用仿真验证了该装置能有效抑制短路电流，限制故障时的电压波动，可对电力系统的长期安全稳定运行做出重要贡献。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-13
  1.1 短路限流技术在电力系统中的意义  8-9
  1.2 短路电流的限制方法  9-10
  1.3 国内外故障限流技术研究现状  10-11
  1.4 本论文的工作  11-13
2 故障限流器设备概述  13-23
  2.1 故障限流器的分类  13-20
    2.1.1 超导型故障限流器  13-15
    2.1.2 经济型故障限流器  15-17
    2.1.3 基于电力电子器件型故障限流器  17-20
  2.2 故障限流器的安装位置  20-21
  2.3 故障限流器的要求  21-23
3 串补型故障限流器的研究  23-38
  3.1 串补型故障限流器拓扑结构  23-24
  3.2 串补型故障限流器的工作原理  24
  3.3 串补型故障限流器计算参数  24-25
  3.4 串补型故障限流器对继电保护的影响  25-37
    3.4.1 串补型故障限流器对距离保护的影响  29-31
    3.4.2 减小串补型故障限流器对距离保护的影响的措施  31-33
    3.4.3 串补型故障限流器对工频故障分量距离保护的影响  33-36
    3.4.4 串补型故障限流器对方向性电流保护的影响  36-37
  3.5 小结  37-38
4 新型故障限流器的研究  38-52
  4.1 新型故障限流器的概述  38-41
    4.1.1 新型故障限流器的拓扑结构及原理  38-39
    4.1.2 新型故障限流器的特点  39
    4.1.3 FCL 元件参数选择  39-41
  4.2 IGCT 的特点  41-43
  4.3 新型故障限流器仿真分析  43-52
5 新型故障限流器对电力系统的影响  52-72
  5.1 新型故障限流器对继电保护的影响  52-65
    5.1.1 新型故障限流器对零序电流保护的影响  52-55
    5.1.2 新型故障限流器对距离保护的影响  55-58
    5.1.3 减小新型故障限流器对距离保护影响的措施  58-59
    5.1.4 新型故障限流器对距离保护影响的仿真说明  59-63
    5.1.5 新型故障限流器对电流相位比较式纵联保护的影响  63-64
    5.1.6 新型故障限流器对纵联电流差动保护的影响  64-65
  5.2 新型故障限流器对断路器开断能力的影响  65-69
  5.3 新型故障限流器对电力系统暂态稳定性的影响  69-72
6 新型故障限流器的应用以及保护的配置  72-82
  6.1 变压器出口处短路分析  72-73
  6.2 新型故障限流器的应用与仿真分析  73-78
    6.2.1 彭家坝变电站的现状与存在的问题  74-75
    6.2.2 变压器出口处短路仿真分析  75-78
  6.3 新型故障限流器的保护配置  78-80
  6.4 新型故障限流器的检测模块  80-82
结论  82-84
参考文献  84-87
攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果  87-88
致谢  88-89

基于集成门极换流晶闸管新型故障限流器的研究

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