故障電流中斷能力

在用電設備因電流過大出現故障時，需要用到電流中斷法實現中斷設備或導體電流的目的，衡量設備此時中斷電流的能力稱作故障電流中斷能力。

基本介紹

• 中文名：故障電流中斷能力
• 套用領域：機電領域
• 目的：中斷設備或導體電流

相關電流中斷器件簡介

限制故障電流的常規技術措施是：環網解裂、母線分段、固定串聯電抗、高阻抗變壓器等。大約半個世紀前，提出了故障電流限制器的概念。理想的限流器對電網正常運行影響甚微，即阻抗為零、能源損耗為零；故障發生時，它的阻抗從零躍變到預定數值，將故障電流快速限制下來，故障切除後自動恢復原狀。理想限流器隨時間變化的特性是阻抗的階躍函式。限流器可以自觸發，也可由外部控制系統觸發啟動。理想限流器應能自觸發，無需外部控制系統。為了指導限流器的設計開發，需要制定限流器的功能規範和技術要求。

相關電流中斷器件的技術要求

限流器除應滿足電氣設備一般性的技術要求(電壓等級、通流容量、環境影響、人身安全、電磁兼容、便於運行維護等)以外，還應滿足這種特殊設備個性化的技術要求[8-9]：

1）正常運行時阻抗：要求不高於固定電抗器的阻抗；

2）能量損耗：限流器本體及其附屬設備的能量損耗應不高於常規的限流設備；

3）動作時間：從故障發生時刻到故障電流被限制到預定水平的時間。由於交流電網短路故障電流在 5 ms 之內即到達預期峰值，限流器應在此時間內發揮限流功能；

4）限流深度：將故障電流預期峰值降低的深度；

5）恢復時間：首次限流後，限流功能的恢復時間，應比開關重合閘的時間短；

6）動作可靠性：作為一種快速保護設備，限流器誤動作或拒動的機率應很低，目前尚無限流器可靠性的量化指標；

7）與現有的保護系統的兼容性：包括不影響下游的斷路器正常開斷、斷路器兩端的暫態恢復電壓(transient recovery voltage，TRV)以及現有繼電保護系統的正常動作等；

8）體積和重量的要求：考慮到變電站日益緊湊化的趨勢，限流器的體積重量也會成為一項重要的技術要求。

超導限流器的分類

超導限流器又可分為 3 類：

1）電阻型超導限流器(Resistive SFCL)：超導元件與限流電阻或電抗並聯，當超導體中電流密度或溫度超過臨界值，限流電阻/電抗快速插入迴路。

2）禁止鐵芯型超導限流器(Shielded-core SFCL)：限流電抗器鐵芯上的超導繞組在正常運行時，形成磁場禁止，限流電抗器表現為空心電抗器;超導繞組失逾時等效於鐵芯快速插入空心電抗器。

3 ） 飽和鐵芯超導限流器(Saturated-coreSFCL)：它是超導限流器與非超導飽和鐵芯限流器的集成。其拓撲結構是：分別繞在2 個閉合鐵芯上的2 個交流繞組串聯接入線路；超導繞組繞過2 個閉合鐵芯。正常運行時，超導繞組中高強度的直流電流使2 個鐵芯處於深度飽和狀態，限流器線上路中呈現為漏抗；故障發生時，流過交流繞組的故障電流分別在正負半周使2 個鐵芯輪流去飽和(De-saturation)，相當於高阻抗輪流插入迴路，發揮限流作用。它的重要優點之一超導繞組不失超，所以，這種限流器的動作時間和恢復時間極短。