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多功能固态限流器的现状及展望 湖南大学电气与信息工程学院、云南电力试验研究院 （集团）有限公司电力研究院的研究人员涂春鸣、姜飞等， 在 2015 年第 16 期《电工技术学报》上撰文，固态限流器 （SSFCL ）使用概率的低下与其昂贵的投资成本形成显著矛 盾。在收集大量文献的基础上总结了国内外关于固态限流器 的发展及研究现状，特别对现有几种初步满足多种功能的固 态限流器拓扑结构、技术特点与应用前景进行了分析，并提 出了笔者近年来研究的一种新型多功能固态限流器 （MSSFCL ）的拓扑结构。探讨了多功能固态限流器研究中 亟需解决的关键技术问题。最后，介绍了 MSSFCL 的应用 趋势。 电网规模的不断扩大和结构的日益复杂，势必造成 电力系统短路电流的不断增大 [1,2] ，上万安甚至几十万安的 短路电流必然给电气设备带来巨大破坏，威胁电网安全。资 料显示，我国用电负荷密度大的地区， 500kV 、220kV 变电 站的短路电流可能超过 100kA ，而三峡水电站最大短路电流 周期分量甚至达到 300kA ，但是目前国际上可生产的开关设 备最大开断电流仅为 100kA[3,4] 。因此，限制短路电流已成 为我国电力系统安全稳定运行和电力建设发展迫切需解决 的问题。 一方面，电网短路故障虽然会造成严重破坏，但 与电网正常的运行时间相比， 电网故障的频次非常低 （2008 年～ 2010 年国家电网有较大影响的短路故障均在 70 起以下） [5] ；另一方面， 高电压等级下故障限流器初次投资成本较大。 可见，安装使用频次和时间非常少的故障限流器与其昂贵的 价格形成了显著矛盾。 目前，基于电力电子技术的固态限 流器 （Solid-State Fault Current Limiter, SSFCL ）发展迅速， 已能够应用于中低压电网 [6-8] 。其基本原理是以电力电子器 件的快速开关控制为核心，结合电阻、电感等元器件实现限 流阻抗的快速切换，从而限制短路电流 [9] 。由于其不影响电 网正常运行，控制灵活，响应迅速，相比机械式断路器而言 有着无可比拟的优势。 此外，基于电力电子技术的其他类 型装置应用也越来越广泛，如：动态电压调节器 [10] 、串联 混合型有源电力滤波器 [11] 等，其与固态限流器在主电路结 构方面存在类似之处。若能使固态限流器某部分元器件在电 网非故障时间继续发挥作用，使 SSFCL 具备多种功能，将 为解决故障限流器长期闲置、利用率低下的问题提供行之有 效的途径。 本文首先对固态限流器的发展进行了总结，分 析了现有研究中初步具备多种功能的几类固态限流器技术 特点及优缺点，并重点介绍了近年来笔者研究的一种新型多 功能固态限流器（ Multi-FunctionSolid-State Fault Current Limiter, MSSFCL ），最后探讨了多功能固态限流器在研究与 工程应用中亟需解决的关键技术问题及应用前景。 1 固态 限流器的研究现状 美国 ERPI 在 20 世纪 90 年代曾组织专 家组对配电网的各种类型限流器技术进行了专门调研，得出 随着电力电子技术水平的不断提高，采用电力电子技术的固 态限流器是一种现实的技术途径