电力电子设备对配电系统继电保护影响的研究

摘要

随着科技的发展，人们对供、配电系统电能质量要求越来越高，为了达到此目的，各种各样的电力电子设备应用于供、配电系统中，其快速反应的动作特性使系统运行的可靠性得到提高。但是，这些电力电子设备在保证高质量的供、配电的同时，也给系统带来了不可忽视的运行隐患，尤其影响继电保护的可靠动作。 本文从电力电子设备的应用对继电保护尤其是电流保护的影响入手，以天津钢管公司的实际配电系统为例，详细分析了动态电压恢复器DVR、静止无功补偿器STATCOM、超导故障限流器SFCL等几种电力电子设备加装在该配电网后对系统的影响，包括系统中原有电流保护的正常动作、谐波谐振及谐波电流放大现象、以及这些电力电子设备与电流保护间相互配合等问题，并进行了相应的数字仿真研究。 在论文的最后，综合分析了配电系统中发生短路故障及系统中含有谐波时的运行特点，从序理论的角度，设计出可以区分故障和谐波电流的方案，并将其应用于电流保护的电流检测环节以实现其对故障电流及谐波电流的区分，从而达到提高电流保护动作可靠性的目的。 本文的研究成果对相关领域的技术人员具有一定的参考价值。

目录

文摘

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第一章绪论

1.1电力电子设备的应用对配电系统的影响

1.1.1配电系统稳定性的讨论

1.1.2电力电子设备的应用及谐波的产生

1.1.3电力电子设备引起的谐波对配电系统的影响

1.1.4电力电子设备引起的谐波对继电保护的影响

1.2本论文的主要研究内容

第二章配电系统电流保护的基本原理

2.1电力系统的正常工作状态、不正常工作状态和故障状态

2.1.1电力系统的正常工作状态

2.1.2常见的不正常工作状态及其危害

2.1.3故障状态及其危害

2.2对继电保护的基本要求

2.2.1可靠性

2.2.2选择性

2.2.3 速动性

2.2.4灵敏性

2.3配电系统的电流保护

2.3.1电流速断保护

2.3.2限时电流速断保护

2.3.3定时限过流保护

2.3.4阶段式电流保护的配合及应用

2.4小结

第三章电力电子设备产生的谐波及其对电流保护的影响

3.1电力系统谐波的基本概念

3.2谐波引起的谐振及谐波电流放大

3.2.1谐波引起的谐振

3.2.2谐波电流的放大

3.3谐波对配电系统继电保护的影响

3.4小结

第四章DVR、STATCOM、SFCL对配电系统电流保护的影响及可能产生的谐波谐振

4.1配电系统正常运行时的分析及算例仿真

4.1.1系统稳态运行时的分析

4.1.2系统暂态工况分析

4.2 DVR、STATCOM、SFCL的加装对配电系统电流保护的影响

4.2.1配电系统中加装DVR后对电流保护影响的分析及算例仿真

4.2.2配电系统中加装STATCOM后对电流保护影响的分析及算例仿真

4.2.3配电系统中加装SFCL后对电流保护影响的分析及算例仿真

4.3 DVR、STATCOM、SFCL的加装可能引起的谐波谐振问题

4.4小结

第五章区分故障电流和谐波电流的方案设计

5.1配电系统故障状态时的运行性能分析

5.1.1单相(a相)接地短路

5.1.2两相(b相和c相)短路

5.1.3两相(b相和c相)短路接地

5.1.4三相短路

5.2配电系统谐波的状态下运行性能分析

5.3可区分故障和谐波的继电保护的电流检测方法

5.4算例仿真及其分析

5.5小结

第六章结论及展望

6.1工作回顾及结论

6.2发展趋势和今后的主要工作

参考文献

在学期间发表的学术论文及科研成果

致谢