海洋核动力平台电网安全问题及保护技术研究
发布时间：2021-11-08 11:20
海洋核动力平台电力系统是发电、站内供电和系统外送电能高度集成的独立电力系统,具有工作环境恶劣、故障形式复杂、设备维修困难、电能中断敏感等特点。结合理论分析与仿真实验对海洋核动力平台电网安全问题及相关保护技术进行分析研究。提出协同多模接地控制的中性点接地方式、平台网源直连系统接地保护方法、串接小容量变压器预充磁方案以及基于Petri网和MPGA（多种群遗传算法）的网络重构方法。研究结果拟为海洋核动力平台电力系统的工程设计和保护方案提供技术支撑。
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(22)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
协同多模接地控制的核动力平台中性点接地控制方式
海洋核动力平台网源直连系统接地保护方法如图2所示。利用母线零序电压U0作为保护启动判据，当母线零序电压超过定值U0m时，发电机、配电网接地保护均启动。为实现保护的选择性配合，首先基于机端与中性点三次谐波电压比值判据和机端零序电流方向判据判别接地故障是否在发电机内部，若是，基于反映接地故障程度的发电机定子绕组接地保护方法[31]，根据接地故障程度采取相应的保护动作策略；若否，则判断为故障发生在配网侧，此时根据各出线零序电流幅值判断是否发生高过渡电阻接地故障，若是，协同多模接地控制将系统中性点切换至小电阻接地方式，以放大接地故障特征，提高保护灵敏度。海洋核动力平台对冲击性供电中断十分敏感，因此采用反映接地故障程度的发电机定子绕组接地保护方法，利用接地故障电流作为保护动作判据。发生轻微接地故障时，考虑核岛安全和电网安全，与站内备用电源配合，转移负荷，平稳停机，防止对系统造成冲击性损伤。
串接小容量变压器预充磁方法分为如图3所示的原边串接小容量变压器和副边串接小容量变压器两种预充磁方式，即在变压器空载合闸回路中串入一个小容量的预充磁变压器，预充磁变压器合闸后为工作变压器预充磁，待工作变压器建立稳态磁通后合闸主断路器，同时将预充磁支路断开，该方法具有较好的励磁涌流抑制效果，在船舶电力系统中应用广泛。但现有文献[19-21]未给出具体的预充磁方式、预充磁变压器容量以及预充磁合闸时间间隔选取方法，在工程应用中存在一定的盲区。海洋核动力平台主汽轮发电机输出电压为10.5 k V，频率为50 Hz，厂用工作变压器容量为3.5 MVA，变比为10.5 k V/400 V，采用Y/(35)-11接线方式。当选用副边预充磁方式时，预充磁变压器既能够抑制空投过程产生的励磁涌流，又能够在工作变压器发生故障时作为核反应堆敏感负荷的备用电源，因此采用副边预充磁方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Petri网和多种群遗传算法的海洋核动力平台电力系统网络重构[J]. 吴大立,郑中祥,尹项根,王义凯,徐彪,庞帅. 电力自动化设备. 2020(08)
[2]基于软启动的变压器励磁涌流抑制方法[J]. 李春艳,周念成,王强钢,廖建权,魏能峤. 电工技术学报. 2020(17)
[3]不同接地方式下配电网绝缘监察的灵敏性分析[J]. 袁超,薛永端,梅睿,管廷龙,陈燕擎. 电力系统保护与控制. 2020(03)
[4]海洋核动力平台发展研究综述[J]. 董海防. 船舶工程. 2019(11)
[5]基于小波理论的频带自适应故障选线法及其在船舶电网中的应用[J]. 张灵杰,缪勇,奚玲玲. 船舶工程. 2019(S2)
[6]小电阻接地方式对人身安全的影响及智能电阻接地方式研究[J]. 熊卫红,毛兴华,李景禄,张春辉,李平,潘子仁,林俊超. 电力系统保护与控制. 2019(14)
[7]海洋核动力平台正常电源故障工况的供电策略[J]. 张力,李幸群,胡双进,张亮. 船电技术. 2019(04)
[8]复合接地消弧方式接地故障分析及保护对策[J]. 余斌,尹项根,朱维钧,吴小忠,宁春海,李辉,龚汉阳,徐浩,刘海峰. 中国电力. 2018(12)
[9]基于改进遗传算法的含分布式电源和储能装置配电系统网络重构[J]. 江卓翰,何禹清,曹丽璐,徐超,禹海峰,刘博. 电力系统保护与控制. 2018(05)
[10]海洋核动力平台电力负荷统计方法研究[J]. 张琪,张力,胡双进,范谱林,马以文. 船电技术. 2017(12)
硕士论文
[1]基于机会约束规划的孤立微电网多目标动态经济调度[D]. 翟晓娟.东北电力大学 2018
[2]配电网预随调消弧线圈自动控制系统研究[D]. 刘张磊.长沙理工大学 2008
本文编号：3483588
【文章来源】：电力系统保护与控制. 2020,48(22)北大核心CSCD
【文章页数】：9 页
【部分图文】：
协同多模接地控制的核动力平台中性点接地控制方式
海洋核动力平台网源直连系统接地保护方法如图2所示。利用母线零序电压U0作为保护启动判据，当母线零序电压超过定值U0m时，发电机、配电网接地保护均启动。为实现保护的选择性配合，首先基于机端与中性点三次谐波电压比值判据和机端零序电流方向判据判别接地故障是否在发电机内部，若是，基于反映接地故障程度的发电机定子绕组接地保护方法[31]，根据接地故障程度采取相应的保护动作策略；若否，则判断为故障发生在配网侧，此时根据各出线零序电流幅值判断是否发生高过渡电阻接地故障，若是，协同多模接地控制将系统中性点切换至小电阻接地方式，以放大接地故障特征，提高保护灵敏度。海洋核动力平台对冲击性供电中断十分敏感，因此采用反映接地故障程度的发电机定子绕组接地保护方法，利用接地故障电流作为保护动作判据。发生轻微接地故障时，考虑核岛安全和电网安全，与站内备用电源配合，转移负荷，平稳停机，防止对系统造成冲击性损伤。
串接小容量变压器预充磁方法分为如图3所示的原边串接小容量变压器和副边串接小容量变压器两种预充磁方式，即在变压器空载合闸回路中串入一个小容量的预充磁变压器，预充磁变压器合闸后为工作变压器预充磁，待工作变压器建立稳态磁通后合闸主断路器，同时将预充磁支路断开，该方法具有较好的励磁涌流抑制效果，在船舶电力系统中应用广泛。但现有文献[19-21]未给出具体的预充磁方式、预充磁变压器容量以及预充磁合闸时间间隔选取方法，在工程应用中存在一定的盲区。海洋核动力平台主汽轮发电机输出电压为10.5 k V，频率为50 Hz，厂用工作变压器容量为3.5 MVA，变比为10.5 k V/400 V，采用Y/(35)-11接线方式。当选用副边预充磁方式时，预充磁变压器既能够抑制空投过程产生的励磁涌流，又能够在工作变压器发生故障时作为核反应堆敏感负荷的备用电源，因此采用副边预充磁方式。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于Petri网和多种群遗传算法的海洋核动力平台电力系统网络重构[J]. 吴大立,郑中祥,尹项根,王义凯,徐彪,庞帅. 电力自动化设备. 2020(08)
[2]基于软启动的变压器励磁涌流抑制方法[J]. 李春艳,周念成,王强钢,廖建权,魏能峤. 电工技术学报. 2020(17)
[3]不同接地方式下配电网绝缘监察的灵敏性分析[J]. 袁超,薛永端,梅睿,管廷龙,陈燕擎. 电力系统保护与控制. 2020(03)
[4]海洋核动力平台发展研究综述[J]. 董海防. 船舶工程. 2019(11)
[5]基于小波理论的频带自适应故障选线法及其在船舶电网中的应用[J]. 张灵杰,缪勇,奚玲玲. 船舶工程. 2019(S2)
[6]小电阻接地方式对人身安全的影响及智能电阻接地方式研究[J]. 熊卫红,毛兴华,李景禄,张春辉,李平,潘子仁,林俊超. 电力系统保护与控制. 2019(14)
[7]海洋核动力平台正常电源故障工况的供电策略[J]. 张力,李幸群,胡双进,张亮. 船电技术. 2019(04)
[8]复合接地消弧方式接地故障分析及保护对策[J]. 余斌,尹项根,朱维钧,吴小忠,宁春海,李辉,龚汉阳,徐浩,刘海峰. 中国电力. 2018(12)
[9]基于改进遗传算法的含分布式电源和储能装置配电系统网络重构[J]. 江卓翰,何禹清,曹丽璐,徐超,禹海峰,刘博. 电力系统保护与控制. 2018(05)
[10]海洋核动力平台电力负荷统计方法研究[J]. 张琪,张力,胡双进,范谱林,马以文. 船电技术. 2017(12)
硕士论文
[1]基于机会约束规划的孤立微电网多目标动态经济调度[D]. 翟晓娟.东北电力大学 2018
[2]配电网预随调消弧线圈自动控制系统研究[D]. 刘张磊.长沙理工大学 2008
本文编号：3483588
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