提高电厂启备变冷备用投入可靠性的探讨

摘要

发电厂启备变作为厂用电的备用电源，其主要作用就是保障厂用电负荷安全稳定运行。目前在绝大多数火力发电厂中，启备变都采用热备用的方式，即高压侧开关在合位，在备用电源需要投入是合上低压侧开关。此种方式下由于变压器空载运行，其一直存在空载损耗。随着发电厂节能减排的改革不断推进，目前有许多电厂已经开始考虑将启备变由热备用转冷备用运行，降低发电厂的电能损耗，达到节能的目的。 本文研究了发电厂启备变由热备用转冷备用运行后在工程上面对的两大难题:励磁涌流和厂用电快速切换。在费县电厂厂用电系统的基础上，本文提出采用通过控制变压器剩磁、偏磁方向极性的来达到抑制励磁涌流的目的，并结合费县电厂的设备进行实例验证。另一方面根据发电厂母线上的感应电机在厂用电切换的暂态特性入手，建立了费县电厂的感应电动机群EMTDC仿真模型，研究了电机参数、通道数对厂用电快速切换的影响，并提出通过触发角修正来实现不同电厂负荷下的电机软投入，提高厂用电的切换成功率。得到以下结论: 1)基于变压器剩磁和偏磁抵消原理，在原启备变控制系统上加入了励磁涌流控制器，通过检测相关节点的电气参量，选择合适的合闸角，使得变压器投入时励磁涌流得到抑制;2）在小干扰作用下厂用电感应电机群的负荷参数的影响，得到负载参数KL、β和m对小干扰稳定性影响相对较小;而电机的转子电阻、漏抗，定子的漏抗对小干扰稳定性影响相对较大。3）通过不同的触发角序列α0和α1进行电机的软投入，能达到5个周波内实现对触发角序列的修正，实现了不同电机载荷下的电机软投入，降低了投入时的冲击电流。

目录

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摘要

第一章绪论

1．1课题研究的背景和意义

1．2发电厂厂用电切换技术

1．2．1发电厂厂用电及备用电源

1．2．2厂用电快速切换技术

1．2．3启备变实现冷备用存在的问题

1．3发电厂启备变改冷备用研究现状

1．4本文的主要工作

第二章启备变冷启动的励磁涌流抑制研究

2．1启备变励磁涌流分析

2．1．1单相变压器励磁涌流分析

2．1．2三相变压器励磁涌流分析

2．1．3励磁涌流的特点

2．2基于控制剩磁、偏磁方向极性的涌流抑制手段

2．2．1偏磁与剩磁、分合闸初始相角的关系

2．2．2分合闸初始相角与变压器励磁涌流的关系

2．2．3三相变压器涌流抑制控制策略

2．2．4励磁涌流抑制方案

2．3励磁涌流抑制实施方案

2．3．1监测量的选取

2．3．2涌流抑制工作示意图

2．3．2涌流抑制效果测试方法

2．4费县电厂变压器涌流抑制实施情况

2．4．1电断路器机械特性试验

2．4．2断路器分合闸传动时间测量

2．4．3升压变压器空载充电试验

2．4．4剩磁与偏磁反向互克理论验证试验

2．5本章小结

第三章厂用电感应电动机群等值研究

3．1感应电动机小干扰稳定数学模型

3．2感应电动机参数对小干扰稳定的影响

3．3厂用电感应电动机群等值研究

3．3．1感应电动机群分组

3．3．2感应电动机群等值机参数计算

3．4仿真分析

3．4．1单通道仿真分析

3．4．2四通道仿真分析

3．5本章小结

第四章感应电动机软投入电源分析

4．1软投入策略基础理论

4．1．1感应电动机软投入电路

4．1．2感应电动机的运动方程

4．2软投入瞬态过程分析

4．2．1不考虑残压变化情况

4．2．2考虑残压变化情况

4．3仿真分析

4．3．1轻载软投入仿真分析

4．3．2重载软投入仿真分析

4．3．3变载软投入仿真分析

4．4电机自启动与软投入优化分析

4．4．1电机自启动可靠性分析

4．4．2母线负荷的电机暂态稳定性分析

4．4．3负荷切除的策略研究

4．5本章小结

5．1结论

5．2展望

参考文献

致谢

攻读学位期间发表的学术论文和参加科研情况