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第1章 导论1

1.1 故障限流技术研究的意义1

1.2 故障限流的传统技术与措施2

1.3 故障限流器的研究及发展现状4

1.3.1 超导型故障限流器5

1.3.2 电力电子型故障限流器11

1.3.3 经济型故障限流器14

第2章 经济型故障限流器的主要拓扑与工作原理19

2.1 基于ZnO避雷器的故障限流器19

2.2 基于快速开关的故障限流器19

2.3 基于永磁偏置饱和原理的故障限流器20

第3章 ZnO避雷器式故障限流器22

3.1 样机研制与实验研究22

3.1.1 低压物理模拟实验22

3.1.2 10kV等级样机研制与模拟运行实验28

3.2 110kV样机总体设计方案35

3.2.1 串联电容器设计方案36

3.2.2 串联电抗器设计方案36

3.2.3 避雷器设计方案36

3.2.4 并联可控放电间隙G设计方案37

3.2.5 旁路快速合闸开关K设计方案38

3.2.6 隔离开关设计方案38

3.3 数字化在线监测与综合保护策略研究38

3.3.1 电容器的监测与保护38

3.3.2 避雷器的监测与保护40

3.3.3 可控并联间隙的监测与保护41

3.4 总结42

第4章 快速开关式故障限流器及其关键技术43

4.1 快速开关式故障限流器原理及仿真43

4.1.1 工作原理43

4.1.2 仿真分析43

4.2 电磁式快速开关46

4.2.1 盘状推斥式快速开关46

4.2.2 音圈电机式快速开关60

4.2.3 反绕嵌套式快速开关66

4.3 快速电磁式操动机构动态特性比较79

4.3.1 材料与结构79

4.3.2 电磁力灵敏度评价指标80

4.3.3 拓扑结构的统一性分析85

4.3.4 小结89

4.4 总结90

第5章 永磁饱和型故障限流器91

5.1 永磁饱和型故障限流器的工作原理91

5.1.1 系统正常时FCL工作状态分析92

5.1.2 系统短路时FCL工作状态分析93

5.2 磁性材料在永磁饱和型故障限流器中的应用94

5.2.1 永磁材料95

5.2.2 软磁材料97

5.2.3 小结98

5.3 运行机理分析与等效建模98

5.3.1 静态特性分析98

5.3.2 动态特性分析103

5.3.3 小结111

5.4 大容量化参数设计与优化方法111

5.4.1 大容量化参数设计算法111

5.4.2 大容量化参数优化研究及算例分析117

5.4.3 小结123

5.5 实验研究与拓扑优化124

5.5.1 小容量等级综合限流特性实验124

5.5.2 永磁体稳定性机理研究127

5.6 总结129

第6章 经济型故障限流器对电力系统暂态稳定的影响130

6.1 系统暂态物理过程分析130

6.2 具有FCL的单机—无穷大系统的功角特性131

6.2.1 系统功角特性131

6.2.2 极限切除时间132

6.3 单机—无穷大系统仿真分析134

6.3.1 不同限流比下系统的暂态稳定特性134

6.3.2 不同切除时间下系统的暂态稳定特性135

6.3.3 不同短路形式下系统的暂态稳定特性136

6.4 多机系统仿真分析137

6.5 总结138

第7章 经济型故障限流器对高压断路器开断特性的影响139

7.1 对高压断路器开断特性的影响139

7.1.1 经济型故障限流器等效分析模型139

7.1.2 出线故障对RRRV的影响140

7.1.3 近区故障对RRRV的影响144

7.1.4 限流器杂散电容对RRRV的影响147

7.1.5 小结149

7.2 对高压断路器失步故障开断特性的影响149

7.2.1 对失步开断电流的影响150

7.2.2 对瞬态恢复电压的影响152

7.2.3 对断路器开断苛刻度的影响157

7.2.4 小结158

第8章 经济型故障限流器对继电保护的影响159

8.1 计及故障限流器和故障过渡电阻的接地距离保护补偿算法159

8.1.1 双端电源系统接地短路故障分析159

8.1.2 双端电源系统仿真分析164

8.1.3 小结165

8.2 安装氧化锌避雷器式故障限流器的输电线路潜供电弧特性与重合闸策略166

8.2.1 超高压输电系统分析模型166

8.2.2 旁路开关断开时间对潜供电流的影响167

8.2.3 潜供电流低频分量的产生机理分析168

8.2.4 含限流器的线路单相重合闸操作171

8.2.5 小结174

第9章 结束语175

参考文献177