发电厂启备变冷备用切换控制的研究

摘要

在当今世界特别是能源产业的发展中，能源与环境之间的矛盾成为了阻碍持续发展的重要问题。为了解决这一矛盾，使能源产业可以健康快速的发展，一些改变能源结构、实行节能减排和改善能源利用效率等举措得到了重视。在发电厂中，启动备用变压器（启备变）是一种重要的电力设备，在发电机启动时做临时电源，机组正常运行时做厂用电备用电源。以前受电力技术的制约，厂用电运行中启备变常采用热备用。由于启备变只作紧急备用，如果使其长期处于热备用运行，会产生很高的空载损耗。为了减少能源浪费，需要将其改为冷备用运行。随着技术的不断进步，智能化、自动化电力设备的不断涌现，使得启备变在冷备用时厂用电的可靠性也不断提高。论文主要研究内容如下:
　　首先，阐述了论文研究的意义，综述了国内外在启备变由热备用变换为冷备用切换控制方面的研究成果，以及在实际应用中的运行经验。
　　其次，分析了启备变改为冷备用切换控制时需要解决的问题。包括切换时产生的励磁涌流会使变压器的差动保护误动;高压厂用电动机失电后备用电源重投时会产生冲击电流;运行方式变为冷备用断路器切换逻辑改变问题。
　　再次，分析了励磁涌流产生的原理和过程，探讨了差动保护励磁涌流闭锁的方法;对感应电机失电和重投时的特性进行了研究，给出了切换最大临界时间的解析算法，并对感应电机失电后的残压变化进行了分析，为电源切换的合闸时机选取提供了理论依据;制定了合理的冷备用快切装置的切换方式，保证切换顺利完成。
　　最后，以某电厂为例，对厂用电的运行情况进行概述，制定了启备变冷备用切换控制的方案。借助于RTDS数字动态模拟试验平台，对启备变在各种运行工况下的冷备用投入运行进行模拟试验，仿真结果表明快切装置的动作能够满足启备变在冷备用状态下投入运行时的要求。
　　总之，本文提出的启备变冷备用投入运行方式能够满足厂用电设备的供电可靠性，同时可以提高设备运行的经济性。本文的研究工作为启备变的冷备用运行方式应用提供了理论指导。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题研究背景

1．2 国内外研究现状

1．3 本文主要研究内容

第二章 启备变热备用转冷备用的可行性分析

2．1 厂用电高压系统概况

2．2 冷备用直接切换存在的问题

2．2．1 励磁涌流的产生

2．2．2 高压厂用电动机失电与重启

2．2．3 电源切换时序

第三章 启备变冷备用的控制方法

3．1 变压器的励磁涌流

3．1．1 励磁涌流的特点

3．1．2 单相变压器的励磁涌流

3．1．3 三相变压器的励磁涌流

3．1．4 励磁涌流闭锁的方法

3．2 切换过程中感应电动机的影响

3．2．1 感应电机的稳态分析

3．2．2 感应电机的暂态分析

3．2．3 感应电动机供电的临界切换

3．2．4 感应电动机的失电残压分析

3．3 快切装置的切换模式

3．3．1 快切装置的工作方式

3．3．2 冷备用切换方案

第四章 基于RTDS的启备变冷备用切换控制仿真

4．1 厂用电仿真模型

4．1．1 试验模型主接线结构

4．1．2 试验设备仿真建模

4．1．3 差动保护整定值

4．2 启备变冷备用运行仿真分析

4．2．1 启备变励磁涌流及其对差动保护的影响

4．2．2 负载电动机对母线电压的影响

4．2．3 快切装置投切试验

第五章 结论

参考文献

致谢

攻读硕士学位期间参加的科研项目及发表的论文