图8 带串联补偿的FCL
图9 FCL保护的原理电路
(4)用限流熔断器实现的FCL
限流熔断器(CLFs，current limiting fuses)是在规定的电流范围内动作，能把电流限制在比预期电流峰值小的电器［7］。图10是实验［5］所得电流突然上升时CLFs所起限流作用对应的电流、电压与时间的关系，以及计算所得的电阻-时间关系。分析曲线可知，短路后电阻的突变是非常快的，5～6 ms内完成，小于工频的1/2个周期，所以与超导有着异曲同工的效果。也就是说，故障发生时，CLFS就开始升温，并且能远在短路电流达到峰值之前就明显的增大CLFs的电阻值，从而限制了短路电流。如果将这种熔断器代替图4中的超导线圈，就能将只适合于中低压水平使用的CLFs通过变压器的“放大作用”而应用于高压系统。
图10 CLFs的电压、电流和计算电阻
3 结束语
超导材料广泛地应用于电力系统，将给这个领域带来革命性的进步，超导FCL的发展也是科技进步的必然趋势。超导FCL 有其突出的优点：①限流作用的启动不依赖于其他控制线路，电流的增大就是超导体失超的命令信号；②超导限流器本身失超后给短路系统引入的电阻不同于引入的电感，它不仅有利于限流，也有利于发电机的制动，同时其不利因素比引入电感而引起的过电压等不利因素要小。但超导目前的实用化、商品化程度还远不能满足作为新产品开发的要求。也就是说，这样的FCL目前的性能价格比偏低。同时超导FCL的研制还有赖于超导技术的发展和其他相关技术的进步。
应用电力电子技术实现的FCL也有它的优点，最重要的是它能通过复杂的控制线路将限流和无功补偿甚至潮流控制等熔为一体。但由于目前单个器件的容量有限，所以在高压和超高压系统中使用必须采用多管串、并联的方法，而这种串、并联不同于简单的电阻串并，需要研究驱动电路的同步控制技术。另一方面电力电子器件的漏电流和昂贵的价格也会影响它的发展前景。
用间隙式“快速接触器”替代电力电子器件的显著优点是：间隙的单个容量远远大于电力电子器件，系统正常情况下不存在因漏电流而产生的损耗，产品价格比前两者也低很多，而作为限流的效果和电力电子器件是完全一样的，但控制的灵活性较差些。
限流熔断器方法是寻找了一种超导的替代品，显然它也具有不需要短路检测和系统判断的优点，二次接线简单。但是它不利于自动重合闸而使得它的应用受到限制。
国内的FCL研制刚刚起步，应在现有的经济技术基础上寻找一条适合国情的方案。国外对超导FCL 和电力电子限流研究较多，有很多可以借鉴的东西，但后两种方法未发现记录，这两种限流器在性能价格比上和目前状态下的可行性方面均优于前两者。限流熔断器实现的FCL，要适应自动重合闸还有待于自恢复限流熔断器的发展（已有研究报告［9］），并且这种方法要求有能承受正常状态下CT接线方式而故障状态下PT接线方式的变压器，因此对变压器的性能要求较高，但此方法最为简单，开发周期最短，不失为一种可供参考的方法。若选择间隙放电式FCL作为原始研究，它的技术难点在于放电间隙的选择及如何提高其工作稳定性，这种方式的FCL在目前经济技术的基础上是最可取的，也是本课题组正在研究的项目。
本文课题为武汉市青年科技晨光计划资助项目(985003083)。
作者简介：石 晶 博士生,1969年生,研究方向为真空触发开关式故障电流限制器。
邹积岩 教授，博士生导师，1954年生，长期从事高压电器的研究。
何俊佳 副教授，1968年生，从事真空断路器和真空触发间隙的研究。
赵子玉 博士后，1961年生，研究方向为真空开关的在线检测和故障电流限制器的控制系统设计。
作者单位：华中理工大学电力工程系,430074 武汉
4 参考文献
1 杨杰et al. 三峡水电站短路电流水平及限制措施分析. 电网技术,1997(7)
2 邹积岩et al.初论新概念(开关)电器.高压电器, 1998(2)
3 邱毓昌. 超导故障电流限制器. 高压电器.1998(5)
4 徐国政et al. 固态断路器的应用和发展.高压电器. 1998(6)
5 Kojovic Lj et al.Application of limiting fuses in distribution systems for improved power quality and protection. IEEE Trans on Power Delivery,1997,12(2)
6 Ito D et al. 6.6kV/1.5kA-Class superconducting fault current limier development.IEEE Trans on Mag,1992,28(1)
7 金立军et al.高压限流熔断器弧前时间的数值分析与实验研究.高压电器,1998(3)
8 Pham V D et al.Towards the superconducting fault current limiter. IEEE Trans on Power Delivery,1991,6(2)
9 和田勇一 et al. ナトリウムの（Na）限流素子の自己復旧特性と低压配电回路应用における过电流协调. T.IEE Japan,1994，114-B(7/8)
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