低频低压自动减载装置的研究

摘要

现代电力系统的特征是大机组容量,超高压线路,大范围远距离输电的网络互连,供电可靠性和经济性非常显著。但是系统对网络的依赖性也越来越大,系统的频率和电压崩溃的危险始终存在。为了保证供电质量,确保电力系统安全稳定运行,防止电力系统频率和电压崩溃事故的措施之一就是采用低频低压减载装置。电力系统“三道防线”概念的提出,更增强了低频低压减载设备的地位。我国近年来随着电力技术和微机技术的发展,微机型低频低压减载设备在电力系统中得到越来越广泛的应用。其中集中式微机低频低压减载装置的发展势头更迅猛,市场十分看好。
　　 本文充分讨论了电力系统低频低压减载原理;研究了电力系统频率特性、频率偏差和电压偏差的影响;探讨低频低压减载的改进策略,提出了“紧急轮+基本轮+后备轮”的低频低压减载模式,并采取多种措施有效地减少了过切现象的发生;分析了目前的各种频率算法,包括周期法、解析法、误差最小化原理算法、正交去调制法,提出了改进频率算法,在传统过零点测频的基础上引入了自适应相量算法,仿真和实际的应用结果说明了该算法的可靠性和实用性;设计了一种基于数字信号处理器(DSP)和微处理器(MCU)的集中式低频低压减载装置,详细说明了该装置的软硬件方案和低频低压减载控制逻辑,并简要说明了低频低压减载功能开发工作,介绍了RTDS和装置在RTDS上的试验结果。
　　 本文所开发的装置在国家继电器质量监督检验中心(NCQTR)通过了静模测试,在华北电科院(NCEPRI)通过了实时数字仿真系统(RTDS)试验测试,并已在现场获得应用。

目录

文摘

英文文摘

第一章 概述

1.1 现代电力系统的特征[14]

1.2 低频低压自动减载在电力系统中的作用[10]

1.3 本文的主要工作

第二章 低频低压减载基本工作原理

2.1 电力系统频率特性[2][13][14][15]

2.1.1 电力系统频率静态特性[2]

2.1.2 电力系统频率动态特性[4]

2.2 电力系统频率偏差及影响

2.2.1 电力系统频率偏差的标准

2.2.2 频率下降的影响

2.2.3 频率上升的影响

2.3 电力系统电压与无功功率

2.3.1 电压偏差及其超标的危害和影响

2.3.2 电力系统的无功功率

2.3.3 电力系统电压调整的必要性与调压措施

第三章 低频低压减载装置的现状及存在问题

3.1 低频低压减载的意义

3.1.1 电力系统频率稳定问题[2]

3.1.2 低频低压减载的意义

3.2 低频低压减载技术的发展历程及现状[9][14][15]

3.2.1 频率继电器的发展过程

3.2.2 低频减载技术的现状

3.3 现行低频低压减载方式

3.3.1 低频低压减载的控制方式

3.3.2 低频低压减载的基本要求

3.4 传统低频减载方式的缺陷与改进

3.5 现行低频低压减载装置的特点

3.6 目前主要存在的问题

第四章 DF3388低频低压减载装置的总体方案

4.1 电压(U)、频率(f)的测量方法

4.2 启动元件

4.3 低频减载动作原理

4.3.1 低频减载动作逻辑

4.3.2 低频减载判别式

4.3.3 异常情况下防止装置低频误动的闭锁措施

4.3.4 防止低频过切负荷的措施

4.4 低压减载动作原理

4.4.1 低压减载动作逻辑

4.4.2 低压自动减载的判别式

4.4.3 短路故障与低电压切负荷的自动配合

4.4.4 异常情况下防止装置低压误动的闭锁措施

4.5 PT断线

4.6 装置检修

4.7 开入

4.8 定值区

4.8.1 定值区说明

4.8.2 配置字

4.8.3 定值表

第五章 DF3388低频低压减载装置的硬件和软件系统设计

5.1 硬件系统设计

5.1.1 硬件系统总体概述

5.1.2 采样计算模块

5.1.3 逻辑处理模块

5.1.4 监控模块

5.1.5 EMC措施

5.2 软件系统设计

5.2.1 软件系统整体设计

5.2.2 监控平台软件

5.2.3 控制软件

5.2.4 软件测频算法

5.2.5 自适应相量算法

第六章 DF3388低频低压减载装置的测试

6.1 RTDS简介

6.2 RTDS试验项目及结果

6.2.1 试验项目

6.2.2 试验接线图

6.2.3 装置无加速设置时动作录波图

6.2.4 装置设定加速时动作录波图1

6.2.5 装置设定加速时动作录波图2

6.2.6 频率回升时动作录波图

第七章 结论

参考文献

致谢

学位论文评阅及答辩情况表