大型火电厂低压厂用电系统快切技术的研究

摘要

随着我国电力行业的发展，火力发电厂的装机容量越来越大，对厂用电的供电的可靠性和连续性要求越来越高。虽然我国规定暗备用的低压厂用电源切换采用手动切换方式，但随着我国电力企业的“走出去”，为了更好地适应国际市场，低压厂用电快速切换的研究亦十分的必要。研究厂用电的工作母线失电残压变化情况，分析低压厂用电切换的条件，在最有利的时刻迅速完成切换操作，可以提高厂用电的安全可靠性和连续性，对整个电力系统的安全亦具有重大意义。
　　本文研究内容主要有以下方面:
　　大量阅读文献，搜集数据，对国内外快速切换的现状进行分析，阐述研究快切在低压厂用电应用的意义。因发电厂主要负荷为感应电动机，所以理论分析感应电动机的暂稳态运行状态，并且对火电厂的负荷分类、计算原则和方法进行分析，对感应电动机恢复供电后的自启动分类、校验方法进行介绍，对感应电动机允许自启动的最低电压和允许感应电动机群启动的工作母线的最低电压进行理论分析研究，对快速切换的原理及切换方式进行了研究与分析。
　　本文以湄州湾厂用电为基准，应用实际电厂网络结构，采用实际电厂数据，应用ETAP仿真软件，搭建大型火电厂厂用电模型，主要仿真分析低压厂用工作母线失电后，工作母线残压的变化过程，根据快速切换的切换原理及现场运行状态，分析实际电厂低压厂用电中感应电动机负荷较多的五条母线的残压变化情况，分析低压快切可能遇到的问题。并仿真分析了切除部分小容量的感应电动机后，工作母线的残压变化情况，并仿真分析了快切的几种切换方式的暂态过程。对比切除部分小容量电动机前后的残压变化差异。
　　为了确保低压厂用电的安全，本文采取逆变电源装置辅助实现低压厂用电的快速切换，在低压工作母线断电的瞬间，切除部分小容量的异步电动机，然后利用逆变电源给切离工作母线的小容量电动机单独供电，分析研究逆变电源的特性及其控制方式，控制逆变电路，使逆变装置的输出电压与备用电源一致，当快切装置成功动作，即备用电源成功给原工作母线供电后，则选择将小容量电动机再次投入工作母线，同时切除逆变电源，成功使用逆变装置辅助实现低压厂用电的快速切换，提高厂用电的连续性和可靠性。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题研究的背景及意义

1．1．1 课题的研究背景

1．1．2 研究意义

1．2 国内外研究现状和进展

1．3 本文的主要工作

第2章 感应电动机的运行特性分析

2．1 感应电动机模型

2．2 定子断电后转子电流和转子角速度变化

2．3 定子断电后残压分析

2．4 感应电动机的启动特性

2．5 本章小结

第3章 大型火电厂电气分析及快切原理分析

3．1 厂用电负荷分类及供电方式

3．2 厂用电负荷计算

3．2．1 厂用电负荷计算原则

3．2．2 厂用负荷计算方法

3．3 电动机自启动校验

3．3．1 自启动的定义

3．3．2 电动机自启动分类

3．3．3 电动机自启动校验

3．4 电动机保护

3．5 低压厂用电源的切换

3．6 快切原理和方式分析

3．6．1 快切原理分析

3．6．2 切换方式分析

3．7 本章小结

第4章 低压厂用电切换过程的仿真分析

4．1 ETAP及感应电动机模型

4．1．1 ETAP简介

4．1．2 ETAP感应电动机模型

4．2 仿真系统及数据

4．2．1 汽机母线残压分析

4．2．2 锅炉母线残压分析

4．2．3 公用母线残压分析

4．2．4 水务中心母线残压分析

4．2．5 脱硫母线残压分析

4．3 本章小结

第5章 发电厂低压快切辅助技术的研究

5．1 脱硫母线切除部分小容量电动机后残压分析

5．2 备用电源投入过程

5．3 感应电动机电源切换策略分析

5．4 逆变电源结构及工作原理

5．4．1 整流部分

5．4．2 逆变部分

5．5 逆变桥电压跟踪的双环控制策略

5．6 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及其它成果

致谢