CN101707366B

CN101707366B - 一种线间超导限流储能电路

Info

Publication number: CN101707366B
Application number: CN2009102412359A
Authority: CN
Inventors: 郭文勇; 肖立业; 戴少涛; 张志丰
Original assignee: Institute of Electrical Engineering of CAS
Current assignee: Institute of Electrical Engineering of CAS
Priority date: 2009-11-27
Filing date: 2009-11-27
Publication date: 2012-01-25
Anticipated expiration: 2029-11-27
Also published as: CN101707366A

Abstract

一种线间超导限流储能电路，它采用多条负载馈线共享一个超导磁体的结构，超导磁体同时具备储能和限流的功能，且部分电路在短路限流时对超导磁体的充电功率可被其他电路利用来进行电压暂降的补偿，因此超导磁体的容量可大大降低。该电路具有结构简单，利用率高和成本低的优点。

Description

一种线间超导限流储能电路

技术领域

本发明涉及一种线间超导限流储能电路。

背景技术

随着国民经济的快速发展，社会对电力需求不断增加，带动了电力系统的不断发展，单机和发电厂容量、变电所容量、城市和中心负荷不断增加，就使得电力系统之间互联，各级电网中的短路电流水平不断提高，短路故障对电力系统及其相连的电气设备的破坏性也越来越大。而且，在对电能需求量日益增长的同时，人们对电能质量、供电可靠性和安全性等也提出了更高的要求。然而，大电网的暂态稳定性问题比较突出，其中最重要的原因之一是由于常规电力技术缺乏行之有效的短路故障限流技术。目前，世界上广泛采用断路器对短路电流全额开断，由于短路电流水平与系统的容量直接相关，在断路器的额定开断电流水平一定的情况下，采用全额开断短路电流将会限制电力系统容量的增长，并且断路器价格随着其额定开断电流的增加而迅速上升。随着电网容量和规模的扩大，这一问题将变得更加严重。

与此同时，常规电力技术由于缺乏快速电能存取技术，已经严重阻碍我国电力工业的发展。首先，随着我国国民经济的不断发展，人们对电能的需求量日益增长，西电东送和全国联网不可避免，大电网的动态稳定性问题日益突出；其次，随着信息技术和微电子技术日益广泛地渗透到工业和人们生活的各个领域，进而对电能质量和供电可靠性提出了越来越高的要求，常规电力技术已经难以适应人们的这种要求。

短路故障限流器是解决短路故障问题的有效途径。它通过在电网发生短路时，在故障线路中串入阻抗来限制故障电流，以达到保护电力设备和使断路器能可靠开断的目的。而超导储能系统(SMES)具有反应速度快、功率密度高以及转换效率高的优点，在解决现有电力系统的动态稳定性问题、提高电能质量和供电可靠性方面可以发挥不可替代作用。美国专利U.S5,726,848，提出了一种短路故障限流器，它采用一种单相晶闸管整流桥结构，将限流电感并联在整流桥的直流端，通过控制晶闸管的移相角来限制故障电流。该专利的主要问题是谐波含量高，对负载的影响较大；同时控制方法较复杂，可靠性低。美国专利US2002/0030952“超导磁体放电方法及装置”提出了一种超导储能系统结构，它可实现对关键负载的保护，以提高供电质量，其主要缺点是功能单一，设备率用率低。中国专利CN100527560C“一种桥路型限流贮能电路”提出了一种可以同时实现故障限流和负载端电压保护的电路。其主要缺点是只能对一条线路实现故障限流的功能，另外一条线路实现负载端电压保护的功能。只能适用于特定的场合，适用面窄。中国专利CN100527559C“一种线间电压补偿型限流贮能电路”提出了一种可以同时实现故障限流和负载端电压保护的电路，其主要缺点是由于换流器通过限流电感和变压器与电网串联，由于限流电感的存在，无法稳定控制变压器两端的电压，因此实现负载端电压保护的难度大，可靠性低。

发明内容

为了克服已有技术的不足，本发明提供了一种线间超导限流储能电路，它采用多条负载馈线共享一个超导磁体的结构，超导磁体同时具备储能和限流的功能，且部分电路在短路限流时对超导磁体的充电功率可被其他电路利用来进行电压暂降的补偿，因此超导磁体的容量可大大降低。该电路具备结构简单，利用率高和成本低的优点。

本发明有如下两种结构形式：

1、本发明线间超导限流储能电路，用于连接电力系统线路出口母线处，当电力系统的负载馈线有两条时，其结构如下：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关、第五开关和第六开关组成第一电流源变流器。第六开关的阳极与第三开关的阴极相连，构成第一交流连接点；第五开关的阳极与第二开关的阴极相连，构成第二交流连接点；第四开关的阳极与第一开关的阴极相连，构成第三交流连接点。第一开关、第二开关和第三开关的阳极连接在一起，构成第一直流连接点；第四开关、第五开关和第六开关的阴极连接在一起，构成第二直流连接点。第十三开关的阳极与第二直流连接点相连，第十三开关的阴极与第一直流连接点相连；第七开关、第八开关、第九开关、第十开关、第十一开关和第十二开关组成第二电流源变流器。第十二开关的阳极与第九开关的阴极相连，构成第四交流连接点；第十一开关的阳极与第八开关的阴极相连，构成第五交流连接点；第十开关的阳极与第七开关的阴极相连，构成第六交流连接点。第七开关、第八开关和第九开关的阳极连接在一起，构成第三直流连接点；第十开关、第十一开关和第十二开关的阴极连接在一起，构成第四直流连接点。第十四开关的阳极与第四直流连接点相连，第十四开关的阴极与第三直流连接点相连。第二直流连接点与第三直流连接点相连；超导磁体的一端与电流源的电流流出端连接，另一端与第一直流连接点相连，电流源的电流流入端与第四直流连接点相连。第一滤波电容器的一端和第一单相变压器次边的一端与第一交流连接点相连；第二滤波电容器的一端和第二单相变压器次边的一端与第二交流连接点相连；第三滤波电容器的一端和第三单相变压器次边的一端与第三交流连接点相连。第一单相变压器、第二单相变压器和第三单相变压器次边的另一端相互连接。第一单相变压器原边的两端分别与第一条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载的一端相连；第二单相变压器原边的两端分别第一条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载的一端相连；第三单相变压器原边的两端分别与第一条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载的一端相连。第四滤波电容器的一端和第四单相变压器次边的一端与第四交流连接点相连；第五滤波电容器的一端和第五单相变压器次边的一端与第五交流连接点相连；第六滤波电容器的一端和第六单相变压器次边的一端与第六交流连接点相连。第四单相变压器、第五单相变压器和第六单相变压器次边的另一端相互连接。第四单相变压器原边的两端分别与第二条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载的一端相连；第五单相变压器原边的两端分别与第二条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载的一端相连；第六单相变压器原边的两端分别与第二条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载的一端相连。所述的第一开关……第十四开关均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。若电力系统的负载馈线多于两条时，每条负载馈线都有一个所述的电流源逆变器及其旁路开关通过滤波电容和隔离变压器与该条馈线串联，并且所述的电流源逆变器的直流侧相互串联连接后与超导磁体并联连接。

可针对所述的线间超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制：1、所述的线间超导限流储能电路处于旁路状态。此时组成第一电流源变流器的所有开关：第一开关……第六开关均闭合；组成第二电流源变流器的所有开关：第七开关……第十二开关均闭合，第十三开关和第十四开关同时闭合。此时第一单相变压器……第六单相变压器次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。电流源对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。2、所述的线间超导限流储能电路处于串联补偿状态。第十三开关和第十四开关此时打开，第一电流源变流器和第二电流源变流器通过电流控制，改变第一、二、三、四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，从而改善负载的供电电压质量。电流源同样对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。3、所述的线间超导限流储能电路处于限流状态。若第一条负载馈线发生短路故障，此时第十三开关打开，第一电流源变流器的所有开关闭合，第一电流源变流器等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体被自动串入电网，从而实现了故障限流的功能；与此同时，第十四开关打开，第二电流源变流器通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若第二条负载馈线发生短路故障，此时第十四开关打开，第二电流源变流器的所有开关闭合，第二电流源变流器等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体被自动串入电网，从而实现了故障限流的功能；与此同时，第十三开关打开，第一电流源变流器通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若两条负载馈线均出现短路故障，则第一电流源变流器和第二电流源变流器的所有开关闭合，第十三开关和第十四开关同时打开，2个电流源变流器等效为2个三相不控整流电路串联后与超导磁体相连，超导磁体被自动串入电网，从而实现了故障限流功能。在上述三种短路故障中，电流源均对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。

2、本发明线间超导限流储能电路的另一种结构如下：第一开关、第二开关、第三开关和第四开关组成第一电流源变流器；第四开关的阴极与第一开关的阳极相连，构成第一交流连接点；第三开关的阴极与第二开关的阳极相连，构成第二交流连接点；第一开关和第二开关的阴极相连，构成第一直流连接点；第三开关和第四开关的阳极相连，构成第二直流连接点。第五开关、第六开关、第七开关和第八开关组成第二电流源变流器；第八开关的阴极与第五开关的阳极相连，构成第三交流连接点；第七开关的阴极与第六开关的阳极相连，构成第四交流连接点；第五开关和第六开关的阴极相连，构成第三直流连接点；第七开关和第八开关的阳极相连，构成第四直流连接点。第九开关、第十开关、第十一开关和第十二开关组成第三电流源变流器；第十二开关的阴极与第九开关的阳极相连，构成第五交流连接点；第十一开关的阴极与第十开关的阳极相连，构成第六交流连接点；第九开关和第十开关的阴极相连，构成第五直流连接点；第十一开关和第十二开关的阳极相连，构成第六直流连接点。第十三开关、第十四开关、第十五开关和第十六开关组成第四电流源变流器；第十六开关的阴极与第十三开关的阳极相连，构成第七交流连接点；第十五开关的阴极与第十四开关的阳极相连，构成第八交流连接点；第十三开关和第十四开关的阴极相连，构成第七直流连接点；第十五开关和第十六开关的阳极相连，构成第八直流连接点。第十七开关、第十八开关、第十九开关和第二十开关组成第五电流源变流器；第二十开关的阴极与第十七开关的阳极相连，构成第九交流连接点；第十九开关的阴极与第十八开关的阳极相连，构成第十交流连接点；第十七开关和第十八开关的阴极相连，构成第九直流连接点；第十九开关和第二十开关的阳极相连，构成第十直流连接点。第二十一开关、第二十二开关、第二十三开关和第二十四开关组成第六电流源变流器；第二十四开关的阴极与第二十一开关的阳极相连，构成第十一交流连接点；第二十三开关的阴极与第二十二开关的阳极相连，构成第十二交流连接点；第二十一开关和第二十二开关的阴极相连，构成第十一直流连接点；第二十三开关和第二十四开关的阳极相连，构成第十二直流连接点。超导磁体的一端与电流源的电流流出端连接，另一端与第二直流连接点相连，电流源的电流流入端与第十一直流连接点相连；第五直流连接点与第八直流连接点相连；第一直流连接点与第四直流连接点相连，第三直流连接点与第六直流连接点相连；第七直流连接点与第十直流连接点相连，第九直流连接点与第十二直流连接点相连；第二十五开关的阳极与第一直流连接点相连，第二十五开关的阴极与第二直流连接点相连；第二十六开关的阳极与第三直流连接点相连，第二十六开关的阴极与第四直流连接点相连；第二十七开关的阳极与第五直流连接点相连，第二十七开关的阴极与第六直流连接点相连；第二十八开关的阳极与第七直流连接点相连，第二十八开关的阴极与第八直流连接点相连；第二十九开关的阳极与第九直流连接点相连，第二十九开关的阴极与第十直流连接点相连；第三十开关的阳极与第十一直流连接点相连，第三十开关的阴极与第十二直流连接点相连。第一滤波电容与第一单相变压器的次边并联后其两端分别与第一交流连接点和第二交流连接点相连，第二滤波电容与第二单相变压器的次边并联后其两端分别与第三交流连接点和第四交流连接点相连，第三滤波电容与第三单相变压器的次边并联后其两端分别与第五交流连接点和第六交流连接点相连。第四滤波电容与第四单相变压器的次边并联后其两端分别与第七交流连接点和第八交流连接点相连，第五滤波电容与第五单相变压器的次边并联后其两端分别与第九交流连接点和第十交流连接点相连，第六滤波电容与第六单相变压器的次边并联后其两端分别与第十一交流连接点和第十二交流连接点相连。第一单相变压器原边的两端分别与第一条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载的一端相连；第二单相变压器原边的两端分别第一条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载的一端相连；第三单相变压器原边的两端分别与第一条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载的一端相连；第四单相变压器原边的两端分别与第二条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载的一端相连；第五单相变压器原边的两端分别与第二条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载的一端相连；第六单相变压器原边的两端分别与第二条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载的一端相连。所述的第一开关……第三十开关均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。若负载馈线多于两条时，每条负载馈线都有三个所述的电流源逆变器及其旁路开关通过滤波电容和隔离变压器与该条馈线串联，并且所述的电流源逆变器的直流侧相互串联连接后与超导磁体并联连接。

可针对所述的第二种结构的线间超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制：1、所述的线间超导限流储能电路处于旁路状态。此时第一电流源变流器……第六电流源变流器的所有开关均闭合，第二十五开关……第三十开关同时闭合，此时第一单相变压器……第六单相变压器次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。电流源对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。2、所述的线间超导限流储能电路处于串联补偿状态，第二十五开关……第三十开关此时打开，第一电流源变流器……第六电流源变流器通过电流控制，改变第一、二、三、四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。电流源同样对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。3、所述的线间超导限流储能电路处于限流状态。若第一条馈线发生短路故障，此时第二十五开关、第二十六开关和第二十七开关打开，第一电流源变流器、第二电流源变流器和第三电流源变流器的所有开关闭合，第一电流源变流器、第二电流源变流器和第三电流源变流器等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第二十八开关、第二十九开关和第三十开关打开，第四电流源变流器、第五电流源变流器和第六电流源变流器通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若第二条馈线发生短路故障，此时第二十八开关、第二十九开关和第三十开关打开，第四电流源变流器、第五电流源变流器和第六电流源变流器的所有开关闭合，第四电流源变流器、第五电流源变流器和第六电流源变流器等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第二十五开关、第二十六开关和第二十七开关打开，第一电流源变流器、第二电流源变流器和第三电流源变流器通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若两条负载馈线均出现短路故障，则第一电流源变流器……第六电流源变流器的所有开关均闭合，第二十五开关……第三十开关同时打开，6个电流源变流器等效为6个单相不控整流电路串联后与超导磁体相连，超导磁体被自动串入电网，从而实现了限流功能。在上述三种短路故障中，电流源均对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。

附图说明

以下结合附图和具体实施方式进一步说明本发明。

图1为美国专利U.S 5,726,848“故障限流器和交流断路器”的拓扑结构图。

图2美国专利US2002/0030952“超导磁体放电方法及装置”的拓扑结构图。

图3中国专利CN100527560C“一种桥路型限流贮能电路”的拓扑结构图。

图4中国专利CN100527560C“一种桥路型限流贮能电路”的拓扑结构图。

图5-图6为本发明专利的拓扑结构图。

具体实施方式

图5为本发明的实施例1的拓扑结构。如图5所示，其结构如下：第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3、第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6组成第一电流源变流器CSC1；第六开关S6的阳极与第三开关S3的阴极相连，构成第一交流连接点PA1；第五开关S5的阳极与第二开关S2的阴极相连，构成第二交流连接点PA2；第四开关S4的阳极与第一开关S1的阴极相连，构成第三交流连接点PA3；第一开关S1、第二开关S2和第三开关S3的阳极连接在一起，构成第一直流连接点PD1；第四开关S4、第五开关S5和第六开关S6的阴极连接在一起，构成第二直流连接点PD2。第十三开关S13的阳极与第二直流连接点PD2相连，第十三开关S13的阴极与第一直流连接点PD1相连。第七开关S7、第八开关S8、第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11和第十二开关S12组成第二电流源变流器CSC2；第十二开关S12的阳极与第九开关S9的阴极相连，构成第四交流连接点PA4；第十一开关S11的阳极与第八开关S8的阴极相连，构成第五交流连接点PA5；第十开关S10的阳极与第七开关S7的阴极相连，构成第六交流连接点PA6；第七开关S7、第八开关S8和第九开关S9的阳极连接在一起，构成第三直流连接点PD3；第十开关S10、第十一开关S11和第十二开关S12的阴极连接在一起，构成第四直流连接点PD4。第十四开关S14的阳极与第四直流连接点PD4相连，第十四开关S14的阴极与第三直流连接点PD3相连。第二直流连接点PD2与第三直流连接点PD3相连；超导磁体Lsc的一端与电流源Idc的电流流出端连接，另一端与第一直流连接点PD1相连，电流源的电流流入端与第四直流连接点PD4相连。第一滤波电容器C1的一端和第一单相变压器Tr1次边的一端与第一交流连接点PA1相连；第二滤波电容器C2的一端和第二单相变压器Tr2次边的一端与第二交流连接点PA2相连；第三滤波电容器C3的一端和第三单相变压器Tr3次边的一端与第三交流连接点PA3相连；第一单相变压器Tr1、第二单相变压器Tr2和第三单相变压器Tr3次边的另一端相互连接。第一单相变压器Tr1原边的两端分别与第一条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载Z1的一端相连；第二单相变压器Tr2原边的两端分别第一条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载Z2的一端相连；第三单相变压器Tr3原边的两端分别与第一条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载Z3的一端相连。第四滤波电容器C4的一端和第四单相变压器Tr4次边的一端与第四交流连接点PA4相连；第五滤波电容器C5的一端和第五单相变压器Tr5次边的一端与第五交流连接点PA5相连；第六滤波电容器C6的一端和第六单相变压器Tr6次边的一端与第六交流连接点PA6相连；第四单相变压器Tr4、第五单相变压器Tr5和第六单相变压器Tr6次边的另一端相互连接。第四单相变压器Tr4原边的两端分别与第二条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载Z4的一端相连；第五单相变压器Tr5原边的两端分别与第二条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载Z5的一端相连；第六单相变压器Tr6原边的两端分别与第二条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载Z6的一端相连。所述的第一开关S1……第十四开关S14均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。若电力系统的负载馈线多于两条时，每条负载馈线都有一个所述的电流源逆变器及其旁路开关通过滤波电容和隔离变压器与该条馈线串联，并且所述的电流源逆变器的直流侧相互串联连接后与超导磁体Lsc并联连接。

对图5所示的实施例1的控制可针对如下三种工作状态分别进行：1、所述的线间超导限流储能电路处于旁路状态。此时组成第一电流源变流器CSC1的所有开关：第一开关S1……第六开关S6均闭合；组成第二电流源变流器CSC2的所有开关：第七开关S7……第十二开关S12均闭合，第十三开关S13和第十四开关S14同时闭合；此时第一单相变压器Tr1……第六单相变压器Tr2次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。电流源Idc对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。2、所述的线间超导限流储能电路处于串联补偿状态，第十三开关S13和第十四开关S14此时打开，第一电流源变流器CSC1和第二电流源变流器CSC2通过电流控制，改变第一、二、三、四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，从而改善负载的供电电压质量。电流源Idc同样对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。3、所述的线间超导限流储能电路处于限流状态，若第一条负载馈线发生短路故障，此时第十三开关S13打开，第一电流源变流器CSC1的所有开关闭合，第一电流源变流器CSC1等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，从而实现了故障限流的功能；与此同时，第十四开关S14打开，第二电流源变流器CSC2通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若第二条负载馈线发生短路故障，此时第十四开关S14打开，第二电流源变流器CSC2的所有开关闭合，第二电流源变流器CSC2等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，从而实现了故障限流的功能；与此同时，第十三开关S13打开，第一电流源变流器CSC1通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若两条负载馈线均出现短路故障，则第一电流源变流器CSC1和第二电流源变流器CSC2的所有开关闭合，第十三开关S13和第十四开关S14同时打开，2个电流源变流器等效为2个三相不控整流电路串联后与超导磁体Lsc相连，超导磁体Lsc被自动串入电网，从而实现了故障限流功能。在上述三种短路故障中，电流源Idc均对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。

2、图6为本发明的实施例2的拓扑结构。如图6所示，本发明实施例2的结构如下：第一开关S1、第二开关S2、第三开关S3和第四开关S4组成第一电流源变流器CSC1；第四开关S4的阴极与第一开关S1的阳极相连，构成第一交流连接点PA1；第三开关S3的阴极与第二开关S2的阳极相连，构成第二交流连接点PA2；第一开关S1和第二开关S2的阴极相连，构成第一直流连接点PD1；第三开关S3和第四开关S4的阳极相连，构成第二直流连接点PD2。第五开关S5、第六开关S6、第七开关S7和第八开关S8组成第二电流源变流器CSC2；第八开关S8的阴极与第五开关S5的阳极相连，构成第三交流连接点PA3；第七开关S7的阴极与第六开关S6的阳极相连，构成第四交流连接点PA4；第五开关S5和第六开关S6的阴极相连，构成第三直流连接点PD3；第七开关S7和第八开关S8的阳极相连，构成第四直流连接点PD4。第九开关S9、第十开关S10、第十一开关S11和第十二开关S12组成第三电流源变流器CSC3；第十二开关S12的阴极与第九开关S9的阳极相连，构成第五交流连接点PA5；第十一开关S11的阴极与第十开关S10的阳极相连，构成第六交流连接点PA6；第九开关S9和第十开关S10的阴极相连，构成第五直流连接点PD5；第十一开关S11和第十二开关S12的阳极相连，构成第六直流连接点PD6。第十三开关S13、第十四开关S14、第十五开关S15和第十六开关S16组成第四电流源变流器CSC4；第十六开关S16的阴极与第十三开关S13的阳极相连，构成第七交流连接点PA7；第十五开关S15的阴极与第十四开关S14的阳极相连，构成第八交流连接点PA8；第十三开关S13和第十四开关S14的阴极相连，构成第七直流连接点PD7。第十五开关S15和第十六开关S16的阳极相连，构成第八直流连接点PD8；第十七开关S17、第十八开关S18、第十九开关S19和第二十开关S20组成第五电流源变流器CSC5；第二十开关S20的阴极与第十七开关S17的阳极相连，构成第九交流连接点PA9；第十九开关S19的阴极与第十八开关S18的阳极相连，构成第十交流连接点PA10；第十七开关S17和第十八开关S18的阴极相连，构成第九直流连接点PD9；第十九开关S19和第二十开关S20的阳极相连，构成第十直流连接点PD10。第二十一开关S21、第二十二开关S22、第二十三开关S23和第二十四开关S24组成第六电流源变流器CSC6；第二十四开关S24的阴极与第二十一开关S21的阳极相连，构成第十一交流连接点PA11；第二十三开关S23的阴极与第二十二开关S22的阳极相连，构成第十二交流连接点PA12；第二十一开关S21和第二十二开关S22的阴极相连，构成第十一直流连接点PD11；第二十三开关S23和第二十四开关S24的阳极相连，构成第十二直流连接点PD12。超导磁体Lsc的一端与电流源Idc的电流流出端连接，另一端与第二直流连接点PD2相连，电流源的电流流入端与第十一直流连接点PD11相连；第五直流连接点PD5与第八直流连接点PD8相连；第一直流连接点PD1与第四直流连接点PD4相连，第三直流连接点PD3与第六直流连接点PD6相连；第七直流连接点PD7与第十直流连接点PD10相连，第九直流连接点PD9与第十二直流连接点PD12相连。第二十五开关S25的阳极与第一直流连接点PD1相连，第二十五开关S25的阴极与第二直流连接点PD2相连；第二十六开关S26的阳极与第三直流连接点PD3相连，第二十六开关S26的阴极与第四直流连接点PD4相连；第二十七开关S27的阳极与第五直流连接点PD5相连，第二十七开关S27的阴极与第六直流连接点PD6相连；第二十八开关S28的阳极与第七直流连接点PD7相连，第二十八开关S28的阴极与第八直流连接点PD8相连；第二十九开关S29的阳极与第九直流连接点PD9相连，第二十九开关S29的阴极与第十直流连接点PD10相连；第三十开关S30的阳极与第十一直流连接点PD11相连，第三十开关S30的阴极与第十二直流连接点PD12相连。第一滤波电容C1与第一单相变压器Tr1的次边并联后其两端分别与第一交流连接点PA1和第二交流连接点PA2相连，第二滤波电容C2与第二单相变压器Tr2的次边并联后其两端分别与第三交流连接点PA3和第四交流连接点PA4相连，第三滤波电容C3与第三单相变压器Tr3的次边并联后其两端分别与第五交流连接点PA5和第六交流连接点PA6相连；第四滤波电容C4与第四单相变压器Tr4的次边并联后其两端分别与第七交流连接点PA7和第八交流连接点PA8相连，第五滤波电容C5与第五单相变压器Tr5的次边并联后其两端分别与第九交流连接点PA9和第十交流连接点PA10相连，第六滤波电容C6与第六单相变压器Tr6的次边并联后其两端分别与第十一交流连接点PA11和第十二交流连接点PA12相连。第一单相变压器Tr1原边的两端分别与第一条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载Z1的一端相连；第二单相变压器Tr2原边的两端分别第一条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载Z2的一端相连；第三单相变压器Tr3原边的两端分别与第一条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载Z3的一端相连；第四单相变压器Tr4原边的两端分别与第二条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载Z4的一端相连；第五单相变压器Tr5原边的两端分别与第二条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载Z5的一端相连；第六单相变压器Tr6原边的两端分别与第二条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载Z6的一端相连；所述的第一开关S1……第三十开关S30均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关；若负载馈线多于两条时，每条负载馈线都有三个所述的电流源逆变器及其旁路开关通过滤波电容和隔离变压器与该条馈线串联，并且所述的电流源逆变器的直流侧相互串联连接后与超导磁体Lsc并联连接。

对图6所示的实施例2的控制可针对所述的线间超导储能电路的如下三种工作状态进行：1、所述的线间超导限流储能电路处于旁路状态。此时第一电流源变流器CSC1……第六电流源变流器CSC6的所有开关均闭合，第二十五开关S25……第三十开关S30同时闭合，此时第一单相变压器Tr1……第六单相变压器Tr6次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响。电流源Idc对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。2、所述的线间超导限流储能电路处于串联补偿状态，第二十五开关S25……第三十开关S30此时打开，第一电流源变流器CSC1……第六电流源变流器CSC6通过电流控制，改变第一、二、三、四、五和第六滤波电容的电压，对电网的电压谐波、电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。电流源Idc同样对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。3、所述的线间超导限流储能电路处于限流状态，若第一条馈线发生短路故障，此时第二十五开关S25、第二十六开关S26和第二十七开关S27打开，第一电流源变流器CSC1、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3的所有开关闭合，第一电流源变流器CSC1、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第二十八开关S28、第二十九开关S29和第三十开关S30打开，第四电流源变流器CSC4、第五电流源变流器CSC5和第六电流源变流器CSC6通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若第二条馈线发生短路故障，此时第二十八开关S28、第二十九开关S29和第三十开关S30打开，第四电流源变流器CSC4、第五电流源变流器CSC5和第六电流源变流器CSC6的所有开关闭合，第四电流源变流器CSC4、第五电流源变流器CSC5和第六电流源变流器CSC6等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体Lsc被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第二十五开关S25、第二十六开关S26和第二十七开关S27打开，第一电流源变流器CSC1、第二电流源变流器CSC2和第三电流源变流器CSC3通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容的电压，对电网的电压暂降等进行补偿，改善负载的供电电压质量。若两条负载馈线均出现短路故障，则第一电流源变流器CSC1……第六电流源变流器CSC6的所有开关均闭合，第二十五开关S25……第三十开关S30同时打开，6个电流源变流器等效为6个单相不控整流电路串联后与超导磁体Lsc相连，超导磁体Lsc被自动串入电网，从而实现了限流功能。在上述三种短路故障中，电流源Idc均对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。

Claims

1.一种线间超导限流储能电路，其特征在于，所述的线间超导限流储能电路用于连接电力系统线路出口母线处，当电力系统的负载馈线为两条时，所述的线间超导限流储能电路的结构如下：第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)组成第一电流源变流器(CSC1)；第六开关(S6)的阳极与第三开关(S3)的阴极相连，构成第一交流连接点(PA1)；第五开关(S5)的阳极与第二开关(S2)的阴极相连，构成第二交流连接点(PA2)；第四开关(S4)的阳极与第一开关(S1)的阴极相连，构成第三交流连接点(PA3)；第一开关(S1)、第二开关(S2)和第三开关(S3)的阳极连接在一起，构成第一直流连接点(PD1)；第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)的阴极连接在一起，构成第二直流连接点(PD2)；第十三开关(S13)的阳极与第二直流连接点(PD2)相连，第十三开关(S13)的阴极与第一直流连接点(PD1)相连；第七开关(S7)、第八开关(S8)、第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)组成第二电流源变流器(CSC2)；第十二开关(S12)的阳极与第九开关(S9)的阴极相连，构成第四交流连接点(PA4)；第十一开关(S11)的阳极与第八开关(S8)的阴极相连，构成第五交流连接点(PA5)；第十开关(S10)的阳极与第七开关(S7)的阴极相连，构成第六交流连接点(PA6)；第七开关(S7)、第八开关(S8)和第九开关(S9)的阳极连接在一起，构成第三直流连接点(PD3)；第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)的阴极连接在一起，构成第四直流连接点(PD4)；第十四开关(S14)的阳极与第四直流连接点(PD4)相连，第十四开关(S14)的阴极与第三直流连接点(PD3)相连；第二直流连接点(PD2)与第三直流连接点(PD3)相连；超导磁体(Lsc)的一端与电流源(Idc)的电流流出端连接，另一端与第一直流连接点(PD1)相连，电流源的电流流入端与第四直流连接点(PD4)相连；第一滤波电容器(C1)的一端和第一单相变压器(Tr1)次边的一端与第一交流连接点(PA1)相连；第二滤波电容器(C2)的一端和第二单相变压器(Tr2)次边的一端与第二交流连接点(PA2)相连；第三滤波电容器(C3)的一端和第三单相变压器(Tr3)次边的一端与第三交流连接点(PA3)相连；第一单相变压器(Tr1)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的另一端相互连接；第一滤波电容(C1)、第二滤波电容(C2)和第三滤波电容(C3)的另一端与第一单相变压器(Tr1)、第二单相变压器(Tr2)和第三单相变压器(Tr3)次边的另一端的连接点相互连接；第一单相变压器(Tr1)原边的两端分别与第一条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载(Z1)的一端相连；第二单相变压器(Tr2)原边的两端分别与第一条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载(Z2)的一端相连；第三单相变压器(Tr3)原边的两端分别与第一条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载(Z3)的一端相连；第四滤波电容器(C4)的一端和第四单相变压器(Tr4)次边的一端与第四交流连接点(PA4)相连；第五滤波电容器(C5)的一端和第五单相变压器(Tr5)次边的一端与第五交流连接点(PA5)相连；第六滤波电容器(C6)的一端和第六单相变压器(Tr6)次边的一端与第六交流连接点(PA6)相连；第四单相变压器(Tr4)、第五单相变压器(Tr5)和第六单相变压器(Tr6)次边的另一端相互连接；第四滤波电容(C4)、第五滤波电容(C5)和第六滤波电容(C6)的另一端与第四单相变压器(Tr4)、第五单相变压器(Tr5)和第六单相变压器(Tr6)次边的另一端的连接点相互连接；第四单相变压器(Tr4)原边的两端分别与第二条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载(Z4)的一端相连；第五单相变压器(Tr5)原边的两端分别与第二条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载(Z5)的一端相连；第六单相变压器(Tr6)原边的两端分别与第二条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载(Z6)的一端相连；所述的第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)、第六开关(S6)、第七开关(S7)、第八开关(S8)、第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)、第十二开关(S12)、第十三开关(S13)和第十四开关(S14)均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。

2.根据权利要求1所述的线间超导限流储能电路，其特征在于当电力系统的负载馈线为两条时，针对所述的线间超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制：(1)所述的线间超导限流储能电路处于旁路状态，此时组成第一电流源变流器(CSC1)的所有开关：第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)、第四开关(S4)、第五开关(S5)和第六开关(S6)均闭合；组成第二电流源变流器(CSC2)的所有开关：第七开关(S7)、第八开关(S8)、第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)均闭合，第十三开关(S13)和第十四开关(S14)同时闭合；此时第一单相变压器(Tr1)、第二单相变压器(Tr2)、第三单相变压器(Tr3)、第四单相变压器(Tr4)、第五单相变压器(Tr5)和第六单相变压器(Tr6)次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；电流源(Idc)对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近；(2)所述的线间超导限流储能电路处于串联补偿状态，第十三开关(S13)和第十四开关(S14)此时打开，第一电流源变流器(CSC1)和第二电流源变流器(CSC2)通过电流控制，改变第一、二、三、四、五和六滤波电容(C1、C2、C3、C4、C5和C6)的电压，对电网的电压谐波、电压暂降进行补偿，从而改善负载的供电电压质量；电流源(Idc)同样对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近；(3)所述的线间超导限流储能电路处于限流状态，若第一条负载馈线发生短路故障，此时第十三开关(S13)打开，第一电流源变流器(CSC1)的所有开关闭合，第一电流源变流器(CSC1)等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，从而实现了故障限流的功能；与此同时，第十四开关(S14)打开，第二电流源变流器(CSC2)通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容(C4、C5和C6)的电压，对电网的电压暂降进行补偿，改善负载的供电电压质量；若第二条负载馈线发生短路故障，此时第十四开关(S14)打开，第二电流源变流器(CSC2)的所有开关闭合，第二电流源变流器(CSC2)等效为一个三相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，从而实现了故障限流的功能；与此同时，第十三开关(S13)打开，第一电流源变流器(CSC1)通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容(C1、C2和C3)的电压，对电网的电压暂降进行补偿，改善负载的供电电压质量；若两条负载馈线均出现短路故障，则第一电流源变流器(CSC1)和第二电流源变流器(CSC2)的所有开关闭合，第十三开关(S13)和第十四开关(S14)同时打开，2个电流源变流器等效为2个三相不控整流电路串联后与超导磁体(Lsc)相连，超导磁体(Lsc)被自动串入电网，从而实现了故障限流功能；在上述三种短路故障中，电流源(Idc)均对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。

3.一种线间超导限流储能电路，其特征在于，所述的线间超导限流储能电路结构如下：第一开关(S1)、第二开关(S2)、第三开关(S3)和第四开关(S4)组成第一电流源变流器(CSC1)；第四开关(S4)的阴极与第一开关(S1)的阳极相连，构成第一交流连接点(PA1)；第三开关(S3)的阴极与第二开关(S2)的阳极相连，构成第二交流连接点(PA2)；第一开关(S1)的阴极和第二开关(S2)的阴极相连，构成第一直流连接点(PD1)；第三开关(S3)的阳极和第四开关(S4)的阳极相连，构成第二直流连接点(PD2)第五开关(S5)、第六开关(S6)、第七开关(S7)和第八开关(S8)组成第二电流源变流器(CSC2)；第八开关(S8)的阴极与第五开关(S5)的阳极相连，构成第三交流连接点(PA3)；第七开关(S7)的阴极与第六开关(S6)的阳极相连，构成第四交流连接点(PA4)；第五开关(S5)的阴极和第六开关(S6)的阴极相连，构成第三直流连接点(PD3)；第七开关(S7)的阳极和第八开关(S8)的阳极相连，构成第四直流连接点(PD4)；第九开关(S9)、第十开关(S10)、第十一开关(S11)和第十二开关(S12)组成第三电流源变流器(CSC3)；第十二开关(S12)的阴极与第九开关(S9)的阳极相连，构成第五交流连接点(PA5)；第十一开关(S11)的阴极与第十开关(S10)的阳极相连，构成第六交流连接点(PA6)；第九开关(S9)的阴极和第十开关(S10)的阴极相连，构成第五直流连接点(PD5)；第十一开关(S11)的阳极和第十二开关(S12)的阳极相连，构成第六直流连接点(PD6)；第十三开关(S13)、第十四开关(S14)、第十五开关(S15)和第十六开关(S16)组成第四电流源变流器(CSC4)；第十六开关(S16)的阴极与第十三开关(S13)的阳极相连，构成第七交流连接点(PA7)；第十五开关(S15)的阴极与第十四开关(S14)的阳极相连，构成第八交流连接点(PA8)；第十三开关(S13)的阴极和第十四开关(S14)的阴极相连，构成第七直流连接点(PD7)；第十五开关(S15)的阳极和第十六开关(S16)的阳极相连，构成第八直流连接点(PD8)；第十七开关(S17)、第十八开关(S18)、第十九开关(S19)和第二十开关(S20)组成第五电流源变流器(CSC5)；第二十开关(S20)的阴极与第十七开关(S17)的阳极相连，构成第九交流连接点(PA9)；第十九开关(S19)的阴极与第十八开关(S18)的阳极相连，构成第十交流连接点(PA10)；第十七开关(S17)的阴极和第十八开关(S18)的阴极相连，构成第九直流连接点(PD9)；第十九开关(S19)的阳极和第二十开关(S20)的阳极相连，构成第十直流连接点(PD10)；第二十一开关(S21)、第二十二开关(S22)、第二十三开关(S23)和第二十四开关(S24)组成第六电流源变流器(CSC6)；第二十四开关(S24)的阴极与第二十一开关(S21)的阳极相连，构成第十一交流连接点(PA11)；第二十三开关(S23)的阴极与第二十二开关(S22)的阳极相连，构成第十二交流连接点(PA12)；第二十一开关(S21)的阴极和第二十二开关(S22)的阴极相连，构成第十一直流连接点(PD11)；第二十三开关(S23)的阳极和第二十四开关(S24)的阳极相连，构成第十二直流连接点(PD12)；超导磁体(Lsc)的一端与电流源(Idc)的电流流出端连接，另一端与第二直流连接点(PD2)相连，电流源的电流流入端与第十一直流连接点(PD11)相连；第五直流连接点(PD5)与第八直流连接点(PD8)相连；第一直流连接点(PD1)与第四直流连接点(PD4)相连，第三直流连接点(PD3)与第六直流连接点(PD6)相连；第七直流连接点(PD7)与第十直流连接点(PD10)相连，第九直流连接点(PD9)与第十二直流连接点(PD12)相连；第二十五开关(S25)的阳极与第一直流连接点(PD1)相连，第二十五开关(S25)的阴极与第二直流连接点(PD2)相连；第二十六开关(S26)的阳极与第三直流连接点(PD3)相连，第二十六开关(S26)的阴极与第四直流连接点(PD4)相连；第二十七开关(S27)的阳极与第五直流连接点(PD5)相连，第二十七开关(S27)的阴极与第六直流连接点(PD6)相连；第二十八开关(S28)的阳极与第七直流连接点(PD7)相连，第二十八开关(S28)的阴极与第八直流连接点(PD8)相连；第二十九开关(S29)的阳极与第九直流连接点(PD9)相连，第二十九开关(S29)的阴极与第十直流连接点(PD10)相连；第三十开关(S30)的阳极与第十一直流连接点(PD11)相连，第三十开关(S30)的阴极与第十二直流连接点(PD12)相连；第一滤波电容(C1)与第一单相变压器(Tr1)的次边并联后其两端分别与第一交流连接点(PA1)和第二交流连接点(PA2)相连，第二滤波电容(C2)与第二单相变压器(Tr2)的次边并联后其两端分别与第三交流连接点(PA3)和第四交流连接点(PA4)相连，第三滤波电容(C3)与第三单相变压器(Tr3)的次边并联后其两端分别与第五交流连接点(PA5)和第六交流连接点(PA6)相连；第四滤波电容(C4)与第四单相变压器(Tr4)的次边并联后其两端分别与第七交流连接点(PA7)和第八交流连接点(PA8)相连，第五滤波电容(C5)与第五单相变压器(Tr5)的次边并联后其两端分别与第九交流连接点(PA9)和第十交流连接点(PA10)相连，第六滤波电容(C6)与第六单相变压器(Tr6)的次边并联后其两端分别与第十一交流连接点(PA11)和第十二交流连接点(PA12)相连；第一单相变压器(Tr1)原边的两端分别与第一条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载(Z1)的一端相连；第二单相变压器(Tr2)原边的两端分别与第一条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载(Z2)的一端相连；第三单相变压器(Tr3)原边的两端分别与第一条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载(Z3)的一端相连；第四单相变压器(Tr4)原边的两端分别与第二条负载馈线的第一相电源的一端和该负载馈线第一相负载(Z4)的一端相连；第五单相变压器(Tr5)原边的两端分别与第二条负载馈线的第二相电源的一端和该负载馈线第二相负载(Z5)的一端相连；第六单相变压器(Tr6)原边的两端分别与第二条负载馈线的第三相电源的一端和该负载馈线第三相负载(Z6)的一端相连；前述所有的开关(S1，……，S30)均为逆阻型开关，或者用逆导型开关串联一个二极管替代所述的逆阻型开关。

4.根据权利要求3所述的线间超导限流储能电路，其特征在于针对所述的线间超导限流储能电路的三种工作状态分别进行控制：(1)所述的线间超导限流储能电路处于旁路状态，此时第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)、第四电流源变流器(CSC4)、第五电流源变流器(CSC5)和第六电流源变流器(CSC6)的所有开关均闭合，第二十五开关(S25)、第二十六开关(S26)、第二十七开关(S27)、第二十八开关(S28)、第二十九开关(S29)和第三十开关(S30)同时闭合，此时第一单相变压器(Tr1)、第二单相变压器(Tr2)、第三单相变压器(Tr3)、第四单相变压器(Tr4)、第五单相变压器(Tr5)和第六单相变压器(Tr6)次边的电压均为开关的管压降，对负载端电压基本没有影响；电流源(Idc)对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近；(2)所述的线间超导限流储能电路处于串联补偿状态，第二十五开关(S25)、第二十六开关(S26)、第二十七开关(S27)、第二十八开关(S28)、第二十九开关(S29)和第三十开关(S30)此时打开，第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)、第四电流源变流器(CSC4)、第五电流源变流器(CSC5)和第六电流源变流器(CSC6)通过电流控制，改变第一、二、三、四、五和六滤波电容(C1、C2、C3、C4、C5和C6)的电压，对电网的电压谐波、电压暂降进行补偿，改善负载的供电电压质量；电流源(Idc)同样对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近；(3)所述的线间超导限流储能电路处于限流状态，若第一条馈线发生短路故障，此时第二十五开关(S25)、第二十六开关(S26)和第二十七开关(S27)打开，第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)的所有开关闭合，第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第二十八开关(S28)、第二十九开关(S29)和第三十开关(S30)打开，第四电流源变流器(CSC4)、第五电流源变流器(CSC5)和第六电流源变流器(CSC6)通过电流控制，改变第四、五和六滤波电容(C4、C5和C6)的电压，对电网的电压暂降进行补偿，改善负载的供电电压质量；若第二条馈线发生短路故障，此时第二十八开关(S28)、第二十九开关(S29)和第三十开关(S30)打开，第四电流源变流器(CSC4)、第五电流源变流器(CSC5)和第六电流源变流器(CSC6)的所有开关闭合，第四电流源变流器(CSC4)、第五电流源变流器(CSC5)和第六电流源变流器(CSC6)等效为三个串联连接的单相不控整流电路，此时超导磁体(Lsc)被自动串入电网，实现了故障限流的功能；与此同时，第二十五开关(S25)、第二十六开关(S26)和第二十七开关(S27)打开，第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)和第三电流源变流器(CSC3)通过电流控制，改变第一、二和三滤波电容(C1、C2和C3)的电压，对电网的电压暂降进行补偿，改善负载的供电电压质量；若两条负载馈线均出现短路故障，则第一电流源变流器(CSC1)、第二电流源变流器(CSC2)、第三电流源变流器(CSC3)、第四电流源变流器(CSC4)、第五电流源变流器(CSC5)和第六电流源变流器(CSC6)的所有开关均闭合，第二十五开关(S25)、第二十六开关(S26)、第二十七开关(S27)、第二十八开关(S28)、第二十九开关(S29)和第三十开关(S30)同时打开，6个电流源变流器等效为6个单相不控整流电路串联后与超导磁体(Lsc)相连，超导磁体(Lsc)被自动串入电网，从而实现了限流功能；在上述三种短路故障中，电流源(Idc)均对超导磁体进行充放电，使超导磁体的电流保持在给定值附近。