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摘要
随着中国电网容量不断提升，短路电流超标问题日益严重。文中以西北某变电站为例，首先分析了220 kV母线三相短路故障下各支路的短路电流分布情况，据此提出了3种不同的短路电流限制方案，并对方案的优缺点进行了比对分析。然后搭建了变电站周边电网的电磁暂态仿真模型，分析了短路电流抑制效果，提出了FCL故障动作及重合的控制策略原则，并定量校核了系统暂稳态性能、继电保护动作行为的影响。最后根据系统仿真得出来的短路电流、暂态过电压等结果，进行了FCL快速开关、限流电抗器及控制装置设计。研究结果表明，FCL能够有效将220 kV母线三相短路电流限制到51.27 kA，限流幅度达18.6%；加装FCL后不会影响系统稳态潮流分布和暂态系统稳定；FCL动作对继电保护影响整体可控。通过RTDS动模试验验证了定量分析的正确性；FCL快速开关采用2个72.5 kV断口串联冗余设计，提高了设备可靠性；限流电抗器按照短时耐受电流设计，可大幅降低成本和占地；控制装置故障检测判断时间小于3 ms，保证了限流保护动作的准确性与及时性。现场人工接地短路试验表明，所设计的FCL整体起效时间9.2 ms，电流限制效果显著，且未对系统稳定性、继电保护等产生不利影响。
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单位南京南瑞继保电气有限公司
