黄凯漩

摘要：以南澳柔性直流输电系统新投产的超导直流限流器制冷系统为研究对象，介绍了超导限流器制冷系统的组成与功能概述，以及配套的低温监控系统的主要功能，探索针对超导直流限流器本体及制冷系统的运维策略。

关键词：超导直流限流器；制冷系统；运维策略

0 引言

2020年7月17日，世界上电压等级最高、容量最大的超导直流限流器在广东汕头南澳柔性直流输电系统挂网试运行。超导直流限流器是解决直流输电系统短路故障的有效设备，為提高电力系统的电能传输质量和运行稳定性提供了有效保障[1]。

超导直流限流器的基本特性是正常运行时呈现零电阻的超导态，而发生短路接地故障时，一旦故障电流达到超导限流器的临界电流值，超导限流器便会呈现电阻态[2]。要实现这一特性，必须将超导直流限流器本体置于低温的液氮环境中。而要维持低温的液氮环境，就必然需要配置一套制冷系统[3]。

1 功能概述

超导直流限流器正常运行时存在多种热损耗，如低温容器漏热、高压出线单元漏热、阀门漏热、限流单元接头焦耳热等，这些热损耗将使低温容器内部的液氮气化[4]。如果不采取措施，则需要频繁补充液氮，超导直流限流器无法持续运行。因此，必须采用低温制冷机将限流器静态运行时产生的氮气重新液化并循环利用，从而延长补充液氮的时间间隔。

制冷系统由液氮储罐、低温管道、低温阀门、制冷机、液氮泵、冷却水循环机等组成。……