一、技术名称：基于快速涡流驱动及短路识别的电网运行控制技术
二、技术所属领域及适用范围：电力行业 电网输变电线路
三、与该技术相关的能耗及碳排放现状
目前，我国高低压输电线路常采用限流电抗器和串补电容器来防止短路冲击，降低线路损耗，改善电压的质量。近年来，随着我国电网规模不断扩大，电力系统的短路容量不断增加，限流电抗器应用比例逐年增加。在电网系统发生短
路故障时，限流电抗器可起到减少冲击电网设备的作用，但由于其串接在电网中 会产生大量热损耗，导致线损增加，造成电能损失。经测算，一组限流电抗器年 损耗电能就可达几十万到数百万千瓦时。串联电容器可以解决输电线路末端电压
质量不合格及网损过大问题，但由于串补电容技术具有造价高、占地大、维护不 便等局限性，使串补电容器装置难以大范围推广应用。该技术可实现限流电抗器
在线路运行时的零耗损，并可在发生短路电流时实现快速动作切换，让限流电抗 器串接到回路电网中以减少短路电流对设备的电网冲击。同时，可避免短路时大 电流和高电压冲击电流对串补电容的冲击，降低串补电容的容量积及成本，缩小 体积，方便维护，为大范围推广应用串补电容技术创造条件。目前该技术可实现
节能量5万tce/a，CO2减排约13万t/a。
四、技术内容
1.技术原理
基于快速涡流驱动及短路识别的电网运行控制技术的核心是快速开关与快速判断控制技术的结合。快速开关技术可以在绕路短路后20ms内将电抗器串入，限制短路电流，减少短路电流对电网设备的冲击；而正常运行时快速开关将限流电抗器短接，避免电能损耗，使电网运行更高效。快速判断控制技术可在出现短路故障后将串补电容器快速短接，可降低电容器的安装容量，大幅度降低串补电容器的成本，进而提高串补电容技术的应用比例。该技术具有低成本、小型化、免维护等优点，便于推广应用。
2.关键技术
（1）快速涡流驱动技术
涡流驱动机主要由灭弧室、分合闸线圈以及位于分合闸线圈之间的涡流盘等组成。送电后充电电源向分（合）闸储能电容充电，分（合）闸时可控硅接通储能电容与分（合）闸线圈的放电回路产生脉冲电流，脉冲磁场在涡流盘中感应涡流，通过对涡流磁场产生的排斥力驱动涡流盘，并通过连杆带动灭弧室动触头完成分（合）闸动作。
（2）短路故障快速识别技术
当短路故障发生时，控制器可在2ms内通过专用算法快速检测到短路电流超过设定值，分别控制各相开关在每相短路电流过零前分闸，将限流电抗器串入，短路电流被限制到较低的水平。
3.工艺流程
快速控制技术对串补电容器和限流电抗器的快速投切原理分别见图1和图2，图中K1接电源侧，K2接负荷侧。
如图1所示，正常运行时旁路开关处于分闸位置，补偿电容器C串联在线路中，线路末端电压提高，线路损耗减小，起到节能降耗的效果。但当补偿电容器投入状态下出线端K2发生短路时，旁路开关闭合起到保护补偿电容器的作用。
如图2所示，正常运行时限流电抗器被换流器短接，避免限流电抗器产生电能损耗。K2端发生短路时，换流器在5ms左右分闸，将限流电抗器串入实现限流。
五、主要技术指标
1.额定工作电压：6kV-500kV；
2.额定工作电流：限制短路电流1000
A-5000A，串补电流100
A-2000A；
3.额定短路开断能力：≥40kA；
4.短路故障识别时间：＜2ms。
六、技术鉴定、获奖情况及应用现状
应用快速控制技术开发的”110kV新型串补装置”获得3项实用新型专利，受理3项发明专利。”110kV新型串联电压补偿装置的研制与应用”项目于2013年8月通过宁夏自治区科技厅组织的科技成果鉴定。目前该技术已在宁夏电力公司、重庆电力公司、马钢集团、九江石化、珠海粤裕丰钢铁等多家企业中应用，运行安全可靠，节能效果显著。
七、典型应用案例
典型用户：宁夏电力公司、马钢集团、珠海粤裕丰钢铁集团、中石化九江分公司
典型案例1
案例名称：宁夏海原县110kV变电站项目
技术提供单位：国网宁夏电力公司、上海合凯电力保护设备有限公司
建设规模：110kV主变压器1套。建设条件：用户侧母线电压不合格，主要技改内容：加装快速开关型串联补偿装置，主要设备为1套智能型110kV串联电容补偿系统。节能技改投资额300万元，建设期5个月。每年可节能3810tce，减少二氧化碳排放10058t，年节能经济效益为171.45万元，投资回收期约2年。
典型案例2
案例名称：珠海粤裕丰钢铁集团4#高炉TRT余热发电项目
技术提供单位：国网宁夏电力公司、上海合凯电力保护设备有限公司
建设规模：15MW余热发电机组1套。建设条件：发电机出口限流电抗器长期运行，参数为10kV/1200A/12%，主要技改内容：对限流电抗器实施快速控制；主要设备包括10kV无损耗深度限流装置一套。节能技改投资额75万元，建设期2个月。每年可节能502.5tce，减少二氧化碳排放1326t，年节能经济效益22.6万元，投资回收期约4年。
八、推广前景及节能减排潜力
目前，我国有近300个供电局，出口安装电抗器的变压器超过5000台，需要安装串补电容器的线路达2000多条，该技术具有较大的节能潜力。预计未来5年，该技术的推广比例将达到40%，累计投资5亿元，可形成的年节能能力为194万tce，年碳减排能力为512万tCO2。
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