淺談500kV高溫超導限流器電氣主接線方案

摘 要：500KV高溫超導限流器是當期那我國電壓等級最高的高溫超導限流器技術，其在電網當中能夠順暢的緩解因電網結構強化形成的主干電網短路時電流的水平過高等故障，同時還能夠提高電網整體工作的靈活性與可靠性。本文詳細分析500KV高溫超導限流器電氣的主接線方案。

關鍵詞：500kV；高溫超導限流器；電氣主接線

一、高壓超導限流器

高壓超導限流器主要是由直流超導繞組、常規交流繞組以及鐵芯等組成，在正常工作過程中，直流電源主要是給予超導繞組提供勵磁電流，從而促使鐵芯處于全面飽和狀態[1]。與此同時，鐵芯上的交流繞組處于低感抗狀態，超導限流器最終呈現為較弱的阻抗值。如果發生短路故障，短路電流促使兩個鐵芯在一個周期之內交替變化飽和狀態，此時的磁導率會不斷增加，交流繞組便處于高感抗狀態，超導限流器此時便會出現較大的阻抗值，從而實現限制短路電流幅值的目的。

二、500KV高溫超導限流器電氣的主接線方案

（一）類似工程主接線方案簡介。500KV高溫超導限流器與田徑220KV高溫超導限流器較為類似，這一類超導限流器便具備一定的限制短路電流幅值的作用。220KV超導限流器電氣主接線示意圖見圖1。

由圖1所示，安裝位置主要在預留的主變壓器位置，其后期的擴建便利性也比較便利。變電站使用220KV雙母線接線，本500KV高溫超導限流器的電氣主接線方案主要是按照該220KV超導限流器接線方式進行改進，其主要是借助預留的主變間隔新建相關設備接入系統，并且原本的路間隔與新建超導限流器間隔并聯，從而形成旁路。

（二）各類500KV高溫超導限流器電氣接線方案。方案1：本文以500KV西江變電站為例研究主接線方案。500KV高溫超導限流器主要是使用3/2斷路器進行接線，其接線示意圖見圖2。

500KV出現總共6回，至江門站、硯都站以及羅洞站各兩回，主變站3組，2好主變與4號主變進串，1號主變經斷路器接入1M，組建成4個完整串。方案2：方案2見圖3。這一種接線方案主要是增加了旁路隔離開關，在主回路上設置隔離開關，并且在超導限流器的兩段設置對地電容器以及并聯電容器。各個組成元件以及相應的功能為：（1）電流互感器TA主要是通過電流測量信號；（2）CVT為電容式電壓互感器，其主要是提供電壓測量信號；（3）SA為避雷器，主要是起到抑制雷電過電壓的情況；（4）C1與C2為電容器，其主要是為了控制變壓器側的斷路器開端短路電流情況時引發的瞬間恢復電壓提高；（5）DS1與DS2主要是指隔離開關，主要是用于檢修設備；（6）

DS3也是隔離開關，其主要是作用于旁路超導限流器；（7）FL為故障時的超導限流器，是整個超導限流器的主要構成元件。

方案3：方案3見圖4。這一方案主要是設計一個完整的旁路回路，也就是在超導限流器主回路兩段設置旁路斷路器CBI，斷路器的兩邊有用于檢修的隔離開關DS3和DS4，以及接地刀閘。

（三）方案對比。筆者通過SSRE-TH軟件對上述三個方案的工作效率進行對比。其主要是對比三個方案的可靠性指標，可靠性指標主要包含故障概率、可用率、不可用率、年平均故障停電時間以及同一串兩回出現故障率。

方案1、2、3的故障率分別為0.47%、0.42%、0.43%；年停運時間分別為38.7h、9.4h、29.5h；可用率為0.995%、0.998%、0.996%；不可用率分別為4.40%、1.07%、3.35%；故障頻率分別為0.476%、0.421%、0.429%。由此可見，方案2的故障率、停運時間、可用率、不可用率及故障頻率多個方面均優于其他兩個方案。但是，本次研究并不是在實際工作中的數據。對此，在實際工作中仍可能出現各類故障或影響因素，相關從業人員必須要按照自身的實際情況適當調整方案，選擇最符合實際條件、最經濟并且故障頻率以及故障時經濟損失最低的最佳方案。

總結：綜上所述，當前500KV高溫超導限流器的電氣主接線技術已經較為成熟，關于其接線方案的文獻也比較多，應用當前較為成熟的可靠性評估理論以及軟件能夠對各類型電氣主接線方案進行全面并且詳細的評估。與此同時，在實際的工作中，工作者需要分析自身的實際情況，綜合評估各類主接線方案，從而選擇總體經濟效益、安全性最高的方案。

參考文獻：

[1] 王海珍，洪輝，張敬因，等.飽和鐵心型超導限流器的高溫超導繞組絕緣[C]//2014年云南電力技術論壇.2014.