一、引言：

　　近年來，電力系統容量逐年增加，電網短路電流也隨之增大，目前已成為制約電網運行和發展的重要因素。傳統的機械型斷路器速度慢，維修量大。超導故障限流器的開發和研制，開辟了提高交流輸電線和輸電網運行整體控制能力和水平的技術渠道，為智能電網中，超高壓與特高壓輸電性能的革新改造指出了方向。

       二、超導故障限流器(SFCL)概述：

　　超導限流器是利用超導材料的超導態-正常態(S-N)轉變特性及一些輔助部件，在線路出現故障時產生一個適當的阻抗來實現限流。當故障線路被斷開或故障消失后，限流器自動復位。

       三、超導故障限流器種類

　　目前，SFCL已經有許多類型，下面介紹主要的兩大類：

　　1、基于超導態/正常態轉換特性的SFCL

　　利用超導體超導態/正常態(S/N)轉換特性，已研制出各種類型的SFCL。其中，電阻型SFCL因結構簡單、容易實現而備受關注。下面以電阻型SFCL為代表來說明其結構和特點。

　　電阻型SFCL是由低交流損耗的極細絲超導電纜無感繞制的觸發線圈及并聯的限制線圈組成。正常運行時，觸發線圈處于超導態，由其交流損耗和漏感決定的阻抗很小，線路電流全部通過觸發線圈。故障狀態下，短路電流很快超過觸發線圈的臨界電流，觸發線圈變為常態，出現非線性高電阻，電流被轉換到限制線圈中去，從而限制了故障電流。

　　電阻型SFCL的主要不足是：超導線圈一旦失超后，恢復時間很長，大約需要10s。如果安裝于輸電線路上，則無法滿足電力系統自動重合閘的需要，因此在實際應用中往往要采用2套SFCL。

　　2、基于電力電子技術的SFCL

　　結合電力電子技術的發展，不斷有新的限流方案提出，同時對限流器在電網中的應用提出了新的要求，不僅希望能夠限制故障電流，減小對電力設備的沖擊，亦希望能提高電能質量及輸電線路的傳輸容量，并且具有一定的無功補償能力。介紹如下幾種類型。

　　(1)橋路型SFCL

　　橋路型SFCL主要由二極管橋路、超導線圈HTS、偏壓源等組成。系統穩態運行時，4個二極管全部導通，限流器對系統不表現出任何阻抗;一旦系統發生短路故障，線路電流急劇上升，大于HTS中的直流感應電流時，HTS的大電感就要投入到系統中抑制短路電流;短路故障清除后，HTS的電流從故障電流峰值逐漸衰減到穩態值。

　　橋路型SFCL能夠限制故障電流峰值，并根據限流線圈電感大小的不同，在故障發生后限制短路電流的時間也不同;通過高溫HTS的電流是直流，不存在正常狀態下的交流損耗問題;由于不存在高溫超導體的失超問題，因此可以配合線路重合閘使用。

       (2)串阻型橋路SFCL

　　串阻型橋路SFCL是在原有橋路SFCL基礎上改進得到的。

　　在原拓撲結構基礎上，增加了并聯偏壓源支路、限流電阻R及門極可關斷晶閘管(GTO)開關。串阻型橋路SFCL較橋路SFCL具有更好的動作特性，不僅能夠抑制故障電流峰值，而且能抑制故障電流的穩態值;另外，限流電阻的存在使得HTS電感不必設計得很大，節省了昂貴的超導材料。接入電網的方式可以采用3個單相串阻型橋路SFCL，或者通過3個連接變壓器接入。

　　(3)全控橋路SFCL

　　全控橋路SFCL用晶閘管橋臂取代二極管橋臂，使這種限流器具有了FACTS(柔性交流輸電系統)功能。

　　當控制晶閘管在不同觸發角觸發時，限流器在限制短路電流時所表現的等值電感不同。等值電感與觸發角的關系為：當觸發角為0時，故障時的限流電感即HTS的電感;當觸發角為π/2時，限流器限流的等值電感為無窮大，此時相當于斷路器。

　　全控橋路SFCL通過對晶閘管觸發角的控制，可以靈活控制故障時串入線路的阻抗的大小，在正常運行時又能起到調節潮流的作用。它的缺點是引入大量諧波，并且需要故障檢測裝置。

　　(4)限流-儲能相結合的超導設備

　　超導儲能與電力電子換流器相結合，快速吸收和釋放能量，能夠補償及屏蔽瞬時電壓擾動、電壓波動、頻率波動及電壓諧波等，保證對負載的高質量供電。若限流和儲能的功能結合起來，在系統發生故障時起到限流作用，在正常運行時用來改善電能質量，將會取得事半功倍的效果。限流儲能是一個全新的概念，尚有諸多問題需要解決。

       四、我國故障限流技術的發展前景和建議

　　我國對故障限流技術的研究起步并不晚，但從實用化程度看，和國際先進水平還有一定的差距。在此提出幾點建議：第一：研究單位、生產廠家與用戶通力合作，避免研究和生產各自為戰，缺乏全面部署，重復開發，應集中力量實現產業化;第二：制定長遠計劃。目前的研究僅限于某個工程、某個項目或裝置的開發、研制。應納入國家長遠建設和科技發展規劃中;第三：廣籌資金。我國財力有限，但國家、部門、企業、用戶要通力合作，廣泛籌集資金，保證必要的研究經費。科技的發展日新月異，我國建設社會主義市場經濟，為企業和科技人員提供了創新、競爭和合作的良好機遇，誰抓住了機遇，誰就能取勝。

       參考文獻：

       [1] 故障限流器技術國內外研究，2009.12.24，機電之家。

       [2] 葉 鶯，肖立業，超導故障限流器的應用研究新進展[J]，電力系統自動化，2005年第29

卷，第13期。