一種橋路型超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)限流器的控制方法及裝置與流程

一種橋路型超導(dǎo)限流器、超導(dǎo)限流器的控制方法及裝置與流程一、背景與介紹超導(dǎo)技術(shù)自誕生以來一直是研究的熱點之一。超導(dǎo)材料的特殊性質(zhì)使其在電力系統(tǒng)、電能質(zhì)量、電力轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域擁有廣泛的應(yīng)用。其中，超導(dǎo)限流器是一種重要的設(shè)備，能夠在電網(wǎng)短路等故障情況下，通過限制電流大小保護電網(wǎng)和電氣設(shè)備。傳統(tǒng)的超導(dǎo)限流器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，控制系統(tǒng)難以實現(xiàn)精確控制等問題，已經(jīng)成為制約其應(yīng)用的瓶頸之一。近年來，科學(xué)家們提出了一種新的超導(dǎo)限流器——橋路型超導(dǎo)限流器（Bridge-typeSuperconductingFaultCurrentLimiter），成為了超導(dǎo)限流器研究的重點之一。并在宜賓電業(yè)局等多家電力公司進(jìn)行了應(yīng)用試驗。二、橋路型超導(dǎo)限流器的工作原理橋路型超導(dǎo)限流器由四個超導(dǎo)件和三個電感器構(gòu)成的電橋組成。當(dāng)其中的一個超導(dǎo)件發(fā)生故障或過載時，會引發(fā)橋路的失衡，從而使橋路變成非線性的電路。通過控制超導(dǎo)件的電流來實現(xiàn)對電路總電流的調(diào)節(jié)，從而達(dá)到限流的目的。具體來說，橋路型超導(dǎo)限流器主要由以下部分組成：超導(dǎo)件：通常使用二代高溫超導(dǎo)材料，如YBCO等，能夠在液氮（77K）環(huán)境下工作。電感器：用于限制橋路的變化速度，防止過大電流突然通過超導(dǎo)件，導(dǎo)致超導(dǎo)件熱損傷。控制裝置：根據(jù)電路的變化實時調(diào)整電流大小，并發(fā)送控制信號。監(jiān)測裝置：用于實時監(jiān)測電路變化情況，并及時傳遞給控制裝置。橋路型超導(dǎo)限流器的工作過程如下：當(dāng)電路正常工作時，超導(dǎo)件的電流大小為零。當(dāng)電路發(fā)生故障或過載時，電路中電流過大，使得電橋失去平衡，超導(dǎo)件瞬間進(jìn)入超導(dǎo)狀態(tài)，并由于超導(dǎo)件的阻抗為零，電路總電阻有所下降?？刂蒲b置根據(jù)監(jiān)測裝置的反饋，實時調(diào)整超導(dǎo)件的電流，使其在合適的范圍內(nèi)，以達(dá)到對電路總電流的精確調(diào)節(jié)和限制。三、超導(dǎo)限流器的控制方法橋路型超導(dǎo)限流器的控制方法是通過改變超導(dǎo)件的電流來控制電路總電流的大小，需要根據(jù)電路情況來設(shè)計合適的控制策略。在超導(dǎo)限流器的控制中，主要包括兩個階段：超導(dǎo)件的預(yù)充：在電路初始階段，需要將超導(dǎo)件的電流充分預(yù)充，以便于在發(fā)生故障或過載時，超導(dǎo)件能夠迅速進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)，并發(fā)揮限流作用。預(yù)充過程中，需要通過控制器對超導(dǎo)件的電流實時監(jiān)測，并保持一定的穩(wěn)態(tài)電流。限流階段：當(dāng)電路發(fā)生故障或過載時，需要及時控制超導(dǎo)件的電流，以達(dá)到對電路總電流的限制。限流階段需要對電路工作情況實時監(jiān)控，并根據(jù)監(jiān)控數(shù)據(jù)進(jìn)行精確的控制策略調(diào)整。超導(dǎo)限流器的控制過程需要由電路監(jiān)測系統(tǒng)和控制裝置共同完成。四、裝置與流程超導(dǎo)限流器的裝置主要由超導(dǎo)件、電感器、控制裝置和監(jiān)測裝置組成。裝置的工作流程主要有以下步驟：加載激勵：在電路初始階段，需要對超導(dǎo)件進(jìn)行充分的加載激勵，使其進(jìn)入超導(dǎo)態(tài)。數(shù)據(jù)采集：通過監(jiān)測裝置對電路中的電流、電壓、溫度等參數(shù)進(jìn)行實時監(jiān)測，并將這些數(shù)據(jù)通過控制裝置進(jìn)行處理。控制策略設(shè)計：在數(shù)據(jù)采集的基礎(chǔ)上，控制裝置根據(jù)情況設(shè)計出合適的控制策略，包括超導(dǎo)件的電流控制、調(diào)整電感器的參數(shù)等?？刂菩盘栞敵觯嚎刂蒲b置通過輸出控制信號，控制超導(dǎo)件電流和電感器的參數(shù)。系統(tǒng)反饋：在控制信號輸出的同時，監(jiān)測裝置也會將電路的變化情況反饋給控制裝置，以便于實現(xiàn)對整個系統(tǒng)的閉環(huán)控制。故障處理與維護：在裝置運行過程中，會遇到一些故障和問題，需要及時進(jìn)行處理和維護。五、總結(jié)橋路型超導(dǎo)限流器是一種新型的限流裝置，具有結(jié)構(gòu)簡單、控制精度高等優(yōu)點，是超導(dǎo)技術(shù)在電力系統(tǒng)等領(lǐng)域的重要應(yīng)用。其控制方法需要根據(jù)電路情況進(jìn)行一定的設(shè)計和優(yōu)化，能夠?qū)崿F(xiàn)對電路總電