新型磁屏蔽超导限流器对电力系统稳定性影响的仿真研究

摘要

电网的扩容引起电气设备短路电流和短路容量不断增长，使电气设备严重的发热，并产生巨大的电动力，显著增加电气设备的重量、尺寸及费用，短路电流过高会严重威胁设备及人身安全。为使短路电流值限于开关设备所能开断的额定范围内，近来出现了很多限流设备，超导限流器（SFCL）是较理想限流设备。
　　本文提出了一种改进型磁屏蔽感应型 HTSFCL，其结构组成主要有：液氮冷冻箱、铁芯、一次超导绕组和二次圆柱形超导屏蔽筒组成，利用超导筒和超导绕组的超导态转变为正常态，使得阻抗急剧上升从而达到限流的目的，该限流器在原有磁屏蔽感应型HTSFCL的结构上，不但使得一次绕组由铜绕组变为超导绕组，增加了在第二腿铁芯上的空气隙，空气隙在大电流时，可避免限制阻抗急剧下降，并增加了一个限流铜环以限制故障电流，减少超导体的失超恢复时间。由于改进型超导限流器的电抗值远大于其自身电阻，忽略其电阻的影响，将新型磁屏蔽超导限流器投入单机无穷大系统，在系统输电线路分别发生三相短路和不对称短路故障（包括两相接地短路、两相短路和单相接地短路）时，利用matlab平台进行仿真，通过发动机转子的摇摆曲线的变化情况，判断新型磁屏蔽限流器对电力系统暂态稳定性的影响。
　　仿真结果表明新型磁屏蔽感应型HTSFCL能有效地提高系统的暂态稳定性，并使得暂态及稳态的故障电流显著地减少，使电网动态性能得到改善，使得电网电能质量得到提高。

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第1章 绪论

1.1课题研究的目的和意义

1.2 超导限流器研究现状

1.3 SFCL的分类及其参数

1.4 本文主要工作内容

第2章 电力系统暂态稳定性理论基础

2.1电力系统暂态稳定概述

2.2简单系统功角特性的计算

2.3 改进欧拉法

2.4 本章小结

第3章 磁屏蔽型SFCL的结构原理

3.1 普通磁屏蔽SFCL

3.2 新型磁屏蔽SFCL仿真研究

3.3本章小结

第4章 三相短路限流器对电力系统暂态稳定性影响

4.1 单机无穷大系统基本模型及其参数

4.2 输电线路安装SFCL对单机无穷大系统暂态稳定影响

4.3 与变压器相连位置安装SFCL系统发生三相短路

4.4 本章小结

第5章 不对称短路限流器对系统暂态稳定性影响

5.1输电线路安装SFCL发生不对称短路故障系统模型

5.2输电线路安装SFCL发生不对称短路对系统暂态稳定性的影响

5.3与变压器相连位置安装SFCL系统发生不对称短路

5.4 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢