本论文以桥路型高温超导限流器为研究对象,进行了限流理论和限流器电路拓扑研究,研制了一台三相实验室样机,成功地进行了各种短路故障限流实验和限流器对电网保护实验研究。 本论文主要研究内容及成果如下: 一、桥路型高温超导限流器限流理论和电路拓扑研究。设计了三种桥路型高温超导限流器电路拓扑——互感型、LC谐振型和放电型高温超导限流器电路拓扑,并对这三种限流器和阻抗辅助型限流器进行了限流原理分析、仿真建模以及限流器参数优化等的研究,为实验室样机和示范样机的研制提供了理论依据。 二、新型桥路型高温超导限流器(即阻抗辅助型)的控制方法研究。限流器的控制方法,即限流电阻的投切控制方法。在研究反馈量特点的基础上,设计了三种比较控制算法——单值比较控制法、滞回比较控制法和带预测的比较控制法,并分析了限流器的控制调节作用和自调节作用的关系,为限流器的控制器研制和实现限流控制建立了理论基础。 三、新型桥路型高温超导限流器样机研制。目的是将限流器样机开发成为一个集故障触发、限流为一体的多功能实验平台。进行了限流器的电力电子子系统、检测子系统、控制器、低温与超导磁体子系统等几部分的硬件开发和控制器软件开发,以提高限流器的可控性和可操作性。根据样机的设计参数进行了超导磁体电感和电网电流畸变率的关系、故障响应时间和故障电流第一峰值的关系、限流电阻和限流器故障稳态限流能力的关系等的仿真研究。进一步证明系统设计的合理性。 四、新型桥路型高温超导限流器的实验研究。单次故障限流实验,验证了限流器对各种短路故障的动态响应能力,验证了限流器既能限制故障电流暂态峰值、又能限制故障电流稳态值的电阻、电抗共同限流特性。二次连续故障限流实验表明限流器具有自动重合闸能力,能够及时响应二次连续短路故障和多次连续短路故障。该限流器用于电力系统动模实验,实验结果表明该限流器能够限制各种电路故障电流,能够与继电保护装置有效配合和实现母线限流保护。