本文關鍵詞：電力直流電源系統(tǒng)空氣開關級差配合的研究

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【摘要】：隨著智能電網技術要求的提高,變電站內保護及控制負荷越來越多,對自動化及智能化設備的要求也相應提高,因而變電站內直流電源系統(tǒng)需要保證高度的可靠性。對直流系統(tǒng)保護電器的過載保護、短路保護要求更為嚴格,要求不能誤動和拒動,尤其不能越級動作,否則有可能導致電力元件的損壞,事故范圍擴大,以至于造成大面積停電。因此,國家電網針對電力系統(tǒng)直流電源可靠性問題,提出了一系列研究工作要求,其中一個就是直流系統(tǒng)空氣開關短路級差配合。近年來,大多采用短路試驗來研究級差配合情況,通過模擬變電站的實際運行環(huán)境了解不同型號空氣開關在不同情況下的級差配合特性。但這種研究方案耗費人力和時間較多,可操作性很差,且多是定性分析,并不能提供一個對整個直流系統(tǒng)進行級差配合研究的方案。為了提高直流系統(tǒng)級差配合問題的研究深度,本文設計了直流電源系統(tǒng)保護電器級差配合軟件,能夠定量地計算各階段保護電器出口的短路電流,判斷出級差配合情況,保證保護電器的選擇可靠性;并進行靈敏度分析,保證保護電器的靈敏性。該軟件的研發(fā)為變電站直流系統(tǒng)保護電器級差配合問題提供了有力的保障。本文首先介紹了典型220kV變電站220V直流系統(tǒng)的特點,分析了高頻開關電源直流輸出紋波,推算出高頻開關電源的紋波電壓計算公式。采用高頻開關電源可以大大降低直流系統(tǒng)輸出電壓的脈動成分,其輸出電壓可認為是幅值不變的220V電壓,這為后面短路電流的計算提供了簡化基礎。其次,分析了直流系統(tǒng)兩母線間以及電纜兩芯線之間分布電容的影響,在直流系統(tǒng)電路中分布電容的存在會有一個很快的瞬時電流,但大約1ms后電容就會放電完畢,這遠小于保護電器的動作時間,因此對保護電器動作不會造成影響。在直流電源系統(tǒng)出現(xiàn)故障時,短路電流計算中對分布電容的影響可以不予考慮。再次,以DL/T5044-2004《電力工程直流系統(tǒng)設計技術規(guī)程》為基礎,利用c#語言,在Microsoft Visual Studio 2010 sql環(huán)境下研發(fā)了針對直流電源系統(tǒng)空氣開關級差配合軟件,從系統(tǒng)的高度定量地判斷出空氣開關級差配合情況,保證保護電器的選擇可靠性;并進行靈敏度分析,保證保護電器的靈敏性。該軟件的研發(fā)為變電站直流系統(tǒng)保護電器級差配合問題提供了有力的保障。最后,根據直流空氣開關時間電流動作特性建立了空氣開關的MATLAB模型,針對本課題的變電站直流系統(tǒng)結構進行空氣開關級差配合問題的仿真分析,其仿真分析結果和本文所開發(fā)軟件的分析結果是一致的,證明了本文所開發(fā)軟件的正確性。
【關鍵詞】：直流系統(tǒng) 空氣開關 級差配合 軟件開發(fā) MATLAB仿真
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN86;TM63
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 第1章 緒論9-14
• 1.1 背景和意義9-10
• 1.2 電力直流電源系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀10-12
• 1.3 本文主要研究內容12-14
• 第2章 變電站直流電源系統(tǒng)的結構14-20
• 2.1 直流電源系統(tǒng)的構成14-15
• 2.2 直流電源系統(tǒng)的工作原理15-17
• 2.3 空氣開關工作特性17-19
• 2.4 本章小結19-20
• 第3章 級差配合影響因素分析20-35
• 3.1 開關電源輸出紋波的影響20-27
• 3.1.1 高頻開關電源的工作原理20-24
• 3.1.2 高頻開關電源的低紋波輸出分析24-27
• 3.2 分布電容對直流電源系統(tǒng)短路電流的影響27-33
• 3.2.1 分布電容的產生27
• 3.2.2 含分布電容的短路電流計算27-33
• 3.3 本章小結33-35
• 第4章 直流電源系統(tǒng)空氣開關級差配合及軟件開發(fā)35-47
• 4.1 級差配合35-37
• 4.1.1 短路電流的計算35-36
• 4.1.2 靈敏度分析36
• 4.1.3 級差配合的算法36-37
• 4.2 軟件的開發(fā)37-46
• 4.2.1 軟件簡介38-44
• 4.2.2 軟件在直流電源系統(tǒng)空氣開關級差配合的應用分析44-46
• 4.3 本章小結46-47
• 第5章 直流電源系統(tǒng)空氣開關級差配合的仿真分析47-53
• 5.1 空氣開關的MATLAB建模47-49
• 5.1.1 空氣開關的時間電流曲線擬合47-48
• 5.1.2 空氣開關的建模48-49
• 5.2 級差配合仿真分析49-51
• 5.3 本章小結51-53
• 第6章 結論和展望53-55
• 6.1 全文總結53-54
• 6.2 后期工作展望54-55
• 參考文獻55-58
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的學術論文及其它成果58-59
• 致謝59

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本文編號：1107977