Volume 3,Issue 3
无损耗高速开断技术在新能源系统短路限流与节能优化中的应用研究
【目的】为解决新能源电站因变压器容量增大导致的35kV 系统短路电流超标问题，并克服传统限流方案高能耗、电磁干扰等缺陷，研究新型节能限流技术。【方法】提出基于涡流驱动机构的无损耗限流方案：结合毫秒级高速开断技术（双并联结构≤10 ms 动作）和快速识别技术（2ms 故障预判），通过智能切换机制使限流电抗器仅在短路时投入；正常运行时电流流经零阻抗通路，实现零损耗。【结果】在800 MW 风电项目中首次应用表明：短路电流由41.3 kA 限制至28.2 kA（降幅31.7%），年节电312.4万kW·h；消除传统电抗器99% 的电磁污染与结构振动风险，全生命周期成本降低42%。【结论】该方案攻克了大电流场景下毫秒级开断与无损耗运行的技术难题，为新能源电站提供了安全、低碳的短路电流治理路径，对支撑“双碳”目标具有推广价值。
[1] 殷可,高凯.应用串联电抗器限制500 kV短路电流分析[J]. 华东电力,2004,32(9):7-10.YIN Ke,GAO Kai.Analysis of Using Series Reactor to Limit500 kV Short-Circuit Current[J].East China Elec- tricPower,2004,32(9):7-10.
[2] 宋洋.500 kV线路串联电抗器的应用研究[D].广州:华南理工大学,2015.
[3] 张亚杰,刘洪文,周连发.高阻抗变压器中内置式串联电抗器的仿真研究[J]. 变压器,2014,51(12):19-22.ZHANG Yajie,LIU Hongwen,ZHOU Lianfa.SimulationStudy on Built-in Series Reactor in High ImpedanceTransformer[J].Transformer,2014,51(12):19-22.
[4] 孙秋霞,韩强.高阻抗变压器串联电抗器的接线方式浅析[J]. 变压器,2015,52(9):66-67.SUN Qiuxia,HAN Qiang.Analysis on Connection Modeof Series Reactor of High Impedance Transformer[J].Transformer, 2015,52(9):66-67.
[5] 曹文斌.高速限流保护开关的原理分析及应用探讨[J].电气传动自动化,2009,31(5):57-60.CAO Wenbin.Principle Analysis and Application Discussionabout High-Speed Current Limiting ProtectionSwitch [J].Electric Drive Automation,2009,31(5):57- 60.
[6] 侯义明,黄英晓,张亚杰,等.高阻抗变压器的附加损耗分析及仿真应用[J]. 变压器,2013,50(6):1-4.HOU Yiming,HUANG Yingxiao,ZHANG Yajie,et al.Analysis and Simulation of Auxiliary Loss of High ImpedanceTransformer[J].Transformer,2013,50(6): 1-4.
[7] 蒋平,茅嘉毅,胡伟.考虑暂态稳定约束的串联电抗器优化配置[J]. 电力自动化设备,2011,31(11):38-42,55.JIANG Ping,MAO Jiayi,HU Wei.Optimal Allocation of SeriesReactors with Transient Stability Constraint [J]. ElectricPower Automation Equipment,2011, 31(11): 38-42,55.
[8] 陈丽莉. 大电网限流措施的优化配置研究[D]. 杭州: 浙江大学,2011.
[9] 洪健山,关永刚,徐国政.大电网中故障限流器安装位置的选择及参数计算[J]. 高压电器,2010,46(11):62-66.HONG Jianshan,GUAN Yonggang,XU Guozheng.FCLLocation Selection and Limiting Reactance Calculationin Large Scale Power Grid[J].High Voltage Apparatus,2010,46(11):62-66.
[10] 宋晓博. 短路电流限制措施的选择和限制器的优化配置[D]. 杭州: 浙江大学,2013.
[11] 国家市场监督管理总局,国家标准化管理委员会.电力变压器能效限定值及能效等级GB 20052—2024[S/OL]. https://openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=B0CE4A3FBCC4501211A25E3E10F75498.State Administration of Market Supervision and Administration,National Standardization ManagementC o - m m i t t e e . M i n i m u m A l l o w a b l e V a l u e s o fE n e r g y E f f i c i - e n c y a n d t h e E n e r g y E f f i c i e n c yGrades for Power Transformershttps GB 20052 —2024[S/OL].https:// openstd.samr.gov.cn/bzgk/std/newGbInfo?hcno=B0CE4A3FBCC4501211A25E3E10F75498.