发电机低励失磁保护的研究和实现

摘要

在电力系统正常运行或事故运行中，同步发电机的励磁系统起着重要的作用。本文介绍了现代同步发电机的励磁系统和发电机低励失磁故障的起因。分析了发电机的低励失磁过程及机端测量阻抗在各种工况下的变化特性。基于Matlab的仿真功能，采用模块化建模法对失磁故障进行了仿真。 本文研究了现有发电机低励失磁保护中的各种典型判据。系统判据是低励失磁保护要优先考虑的，分析指出：配置方案中应包括由系统判据决定的独立的快速的出口跳闸回路。定子判据受系统运行方式影响大，在异常工况下容易误动，需较强的防误动措施。转子判据存在无法取出励磁电压的情况。新型判据均存在误动可能性，整定复杂。 为了实现优势互补，理想的办法是将判据根据一定的逻辑关系组合起来，形成失磁保护的配置方案。在分析现有的成熟的配置方案的基础上，提出了一种人工智能技术在低励失磁保护配置方案中的应用-基于保护原理的人工神经网络式失磁保护配置方案。仿真验证了新方案的正确性。文中研究了低励失磁保护中的算法，分析了数字滤波算法中的傅氏算法和相量法的特点。

目录

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声明

第一章绪论

1.1课题的研究背景

1.2影响发电机失磁保护正确动作的主要因素

1.3本论文各章节的主要内容

第二章发电机低励失磁行为分析及仿真

2.1引言

2.2发电机的励磁系统

2.2.1直流励磁机励磁系统

2.2.2交流励磁机励磁系统

2.2.3静止励磁系统(发电机自并励系统)

2.3发电机低励失磁故障类型

2.4发电机低励失磁过程分析

2.4.1发电机低励失磁定性分析

2.4.2发电机机端测量阻抗变化特性分析

2.5发电机低励失磁故障的仿真

2.5.1 MATLAB/Simulink简介

2.5.2建模

2.5.3励磁故障仿真

2.5.4非失磁故障仿真

2.6本章小节

第三章发电机低励失磁保护判据的研究

3.1引言

3.2系统判据

3.2.1 U3φ＜判据

3.2.2 U3φ＜判据的阻抗动作特性分析

3.3定子判据

3.3.1异步边界阻抗动作判据

3.3.2静稳极限阻抗动作判据

3.3.3定子判据存在的问题

3.4转子判据

3.4.1等励磁电压辅助判据

3.4.2变励磁电压主判据

3.4.3转子判据存在的问题

3.5其他判据

3.6本章小节

第四章发电机低励失磁保护配置方案的研究

4.1引言

4.2低励失磁保护典型配置方案分析

4.2.1水轮发电机

4.2.2汽轮发电机

4.3低励失磁保护配置方案分析

4.3.1方案1

4.3.2方案2

4.3.3方案3

4.3.4方案4

4.3.5方案5

4.3.6案例分析

4.4新型低励失磁保护配置方案

4.5本章小节

第五章低励失磁保护的算法研究

5.1引言

5.2低励失磁保护算法

5.2.1有功功率的算法

5.2.2无功功率的算法

5.2.3励磁电压的算法

5.2.4三相电压的算法

5.3数字滤波算法

5.3.1傅氏滤波算法

5.3.2相量法

5.4本章小节

第六章结论与展望

致谢

参考文献

作者在读期间发表的论文清单