浅谈500kV高温超导限流器电气主接线方案

卢文平

摘 要：500KV高温超导限流器是当期那我国电压等级最高的高温超导限流器技术，其在电网当中能够顺畅的缓解因电网结构强化形成的主干电网短路时电流的水平过高等故障，同时还能够提高电网整体工作的灵活性与可靠性。本文详细分析500KV高温超导限流器电气的主接线方案。

关键词：500kV；高温超导限流器；电气主接线

一、高压超导限流器

高压超导限流器主要是由直流超导绕组、常规交流绕组以及铁芯等组成，在正常工作过程中，直流电源主要是给予超导绕组提供励磁电流，从而促使铁芯处于全面饱和状态[1]。与此同时，铁芯上的交流绕组处于低感抗状态，超导限流器最终呈现为较弱的阻抗值。如果发生短路故障，短路电流促使两个铁芯在一个周期之内交替变化饱和状态，此时的磁导率会不断增加，交流绕组便处于高感抗状态，超导限流器此时便会出现较大的阻抗值，从而实现限制短路电流幅值的目的。

二、500KV高温超导限流器电气的主接线方案

（一）类似工程主接线方案简介。500KV高温超导限流器与田径220KV高温超导限流器较为类似，这一类超导限流器便具备一定的限制短路电流幅值的作用。220KV超导限流器电气主接线示意图见图1。

由图1所示，安装位置主要在预留的主变压器位置，其后期的扩建便利性也比较便利。变电站使用220KV双母线接线，本500KV高温超导限流器的电气主接线方案主要是按照该220KV超导限流器接线方式进行改进，其主要是借助预留的主变间隔新建相关设备接入系统，并且原本的路间隔与新建超导限流器间隔并联，从而形成旁路。

（二）各类500KV高温超导限流器电气接线方案。方案1：本文以500KV西江变电站为例研究主接线方案。500KV高温超导限流器主要是使用3/2断路器进行接线，其接线示意图见图2。

500KV出现总共6回，至江门站、砚都站以及罗洞站各两回，主变站3组，2好主变与4号主变进串，1号主变经断路器接入1M，组建成4个完整串。方案2：方案2见图3。这一种接线方案主要是增加了旁路隔离开关，在主回路上设置隔离开关，并且在超导限流器的两段设置对地电容器以及并联电容器。各个组成元件以及相应的功能为：（1）电流互感器TA主要是通过电流测量信号；（2）CVT为电容式电压互感器，其主要是提供电压测量信号；（3）SA为避雷器，主要是起到抑制雷电过电压的情况；（4）C1与C2为电容器，其主要是为了控制变压器侧的断路器开端短路电流情况时引发的瞬间恢复电压提高；（5）DS1与DS2主要是指隔离开关，主要是用于检修设备；（6）

DS3也是隔离开关，其主要是作用于旁路超导限流器；（7）FL为故障时的超导限流器，是整个超导限流器的主要构成元件。

方案3：方案3见图4。这一方案主要是设计一个完整的旁路回路，也就是在超导限流器主回路两段设置旁路断路器CBI，断路器的两边有用于检修的隔离开关DS3和DS4，以及接地刀闸。

（三）方案对比。笔者通过SSRE-TH软件对上述三个方案的工作效率进行对比。其主要是对比三个方案的可靠性指标，可靠性指标主要包含故障概率、可用率、不可用率、年平均故障停电时间以及同一串两回出现故障率。

方案1、2、3的故障率分别为0.47%、0.42%、0.43%；年停运时间分别为38.7h、9.4h、29.5h；可用率为0.995%、0.998%、0.996%；不可用率分别为4.40%、1.07%、3.35%；故障频率分别为0.476%、0.421%、0.429%。由此可见，方案2的故障率、停运时间、可用率、不可用率及故障频率多个方面均优于其他两个方案。但是，本次研究并不是在实际工作中的数据。对此，在实际工作中仍可能出现各类故障或影响因素，相关从业人员必须要按照自身的实际情况适当调整方案，选择最符合实际条件、最经济并且故障频率以及故障时经济损失最低的最佳方案。

总结：综上所述，当前500KV高温超导限流器的电气主接线技术已经较为成熟，关于其接线方案的文献也比较多，应用当前较为成熟的可靠性评估理论以及软件能够对各类型电气主接线方案进行全面并且详细的评估。与此同时，在实际的工作中，工作者需要分析自身的实际情况，综合评估各类主接线方案，从而选择总体经济效益、安全性最高的方案。

参考文献：

[1] 王海珍，洪辉，张敬因，等.饱和铁心型超导限流器的高温超导绕组绝缘[C]//2014年云南电力技术论坛.2014.