工厂电力系统及保安电源切换仿真研究

发布时间：2017-08-23 02:03

  本文关键词：工厂电力系统及保安电源切换仿真研究

  更多相关文章： 备自投 保安电源 快速切换方案 仿真分析 耐受电压

【摘要】：现代大型煤制油化工企业相对于传统石油化工企业具有更复杂的电力系统,对电力可靠性要求非常高的大型企业电力系统,不但设计有两个供电电源,还要有柴油发电机或者来自外网的独立保安电源,在系统晃电、失电时以维持装置的连续供电运行,或者安全停车。工厂中电力负荷特点是电动机感性负荷比例大,系统晃电、失电电动机惰转具有发电机特性,借助于这样的理论,才有了母线残压的利用。本论文首先分析了厂用电快速切换的原理,并进行仿真引出了快速切换装置的特性,对快速切换装置的原理和目前广泛运用的快速切换装置判据进行深入分析并将耐受电压切换理论应用到三段母线切换上。以研究发电厂厂用电切换,工厂双电源单母线分段切换为前提,分析论述了备自投(BZT)切换及快速切换逻辑、方式,通过应用仿真软件建立系统模型。以系统切换暂态分析的方法,对工作电源与备用电源之间切换过程中的压差、相角差、频率差进行直观、微观认识,同时提出了长延时备自投切换存在的问题。在提出问题的基础上,接下来设计带有保安电源三段母线快速切换的方案,通过建模仿真暂态分析,进一步验证了可行性。三电源的自动切换投入较双电源的设计要求更高,在工作电源出现故障时保安电源自动投入功能是保障供电系统可靠性的关键问题。在煤制油化工企业高负载的电力系统背景下,要求供电系统在主要工作电源出现故障时及时处理,保证备用电源及时投入使系统能快速恢复供电,电动机能合理再启动。传统备自投切换不能实时跟踪备用电源投入时的频率、电压与相角,容易造成投入时冲击。同时传统备自投切换功能也不能适应高用电负荷的切换。因此提出用快速切换装置代替传统备自投装置是本文主要问题。最后,本文对电力系统晃电、失电切换,电动机再启动进行了分析研究,理论分析了电动机启动特性,分析电动机再启动时母线电压下降、系统容量验证方法,电动机单机、群起控制方式和实现方案。
【关键词】：备自投 保安电源 快速切换方案 仿真分析 耐受电压
【学位授予单位】：东北石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM727.3
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 本课题主要研究内容10-15
• 1.1.1 研究背景、目的与意义10
• 1.1.2 工厂设计保安电源的要求10-12
• 1.1.3 工作电源与备用电源切换与投入的常用接线方式12-14
• 1.1.4 备用电源恢复后电动机群启动的问题及方式14-15
• 1.2 国内外的研究现状和发展动态15-18
• 1.2.1 课题发展的研究核心15
• 1.2.2 国外的研究现状与发展动态15-17
• 1.2.3 国内的研究现状与发展动态17-18
• 1.3 供电系统备用电源切换的方式及发展18-20
• 1.3.1 事故切换19-20
• 1.3.2 非正常工况切换20
• 1.4 本论文的主要工作及解决的问题20-21
• 第二章 快速切换原理及应用21-35
• 2.1 异步电机瞬间失电情况下的等效电路模型21-22
• 2.2 快速切换装置的切换理论22-25
• 2.3 感应电动机的参数对厂用电切换方式的影响25-26
• 2.4 快速切换装置动作判据26
• 2.5 切换准则的选择26-28
• 2.6 发电厂厂用电快速切换实例28-35
• 2.6.1 厂用电运行及切换方式29-30
• 2.6.2 以某工厂为背景的厂用电快速切换仿真建模及分析30-31
• 2.6.3 工作电源与备用电源切换暂态分析31-32
• 2.6.4 厂用电快速切换母线残压变化32-33
• 2.6.5 断路器切换时间分析33-35
• 第三章 双电源单母线分段切换系统研究35-41
• 3.1 常用双电源单母线分段切换35-37
• 3.1.1 常规备自投切换原理35
• 3.1.2 备自投工作时的逻辑图35-36
• 3.1.3 备自投装置的缺点36-37
• 3.2 常用双电源单母线分段切换37-38
• 3.2.1 母联开关替续控制切换系统37
• 3.2.2 手动切换逻辑37-38
• 3.2.3 非正常工况38
• 3.2.4 事故切换38
• 3.3 针对不同负荷切换定值的整定38-39
• 3.4 快速无扰动替续装置在厂用电系统切换的应用39-41
• 第四章 三段母线BZT切换原理及逻辑41-48
• 4.1 三段母线运行与备自投切换原理41-43
• 4.1.1 带有保安电源的三段母线系统41-42
• 4.1.2 带有保安电源的三段母线联络系统42-43
• 4.2 三段母线切换的备自投（BZT）逻辑43-48
• 4.2.1 切换逻辑关系图43-45
• 4.2.2 三段母线切换备自投的软件逻辑45-48
• 第五章 三电源母线供电系统运行方式及快速切换48-59
• 5.1 三段母线带有后备保安电源系统及运行方式48
• 5.2 三段母线系统BZT切换方式48-49
• 5.3 快速切换装置的配置方案及切换方式49-51
• 5.3.1 快切装置的配置方案49
• 5.3.2 快切控制母线切换方式49
• 5.3.3 快切控制母线切换时序49-50
• 5.3.4 切换逻辑关系50-51
• 5.4 三段母线快速切换仿真分析51-54
• 5.4.1 系统建模51-52
• 5.4.2 按上述第一阶段时序仿真分析52-53
• 5.4.3 按上述第二阶段时序仿真分析53-54
• 5.5 备自投切换存在问题分析54-59
• 5.5.1 残压衰减波形图55-56
• 5.5.2 电动机群启的冲击仿真56-59
• 第六章 三段母线快切改进方案59-65
• 6.1 快切装置 1K与 2K控制母线切换关系59-60
• 6.2 改进方案仿真分析研究60-65
• 6.2.1 改进方案系统建模60-61
• 6.2.2 正常电源与保安电源切换61-65
• 第七章 电动机晃电失电再启动65-75
• 7.1 电动机再启动65
• 7.1.1 电动机再启动的意义65
• 7.1.2 电动机再启动的概念65
• 7.1.3 电动机再启动的特点65
• 7.2 异步电动机的启动性能65-66
• 7.2.1 启动电流倍数65-66
• 7.2.2 启动转矩倍数66
• 7.3 电动机再启动的校验66-67
• 7.3.1 多台电动机再启动问题66
• 7.3.2 电动机群再启动时母线电压最低限值66-67
• 7.4 电压校验和容量校验67-68
• 7.4.1 电压校验67-68
• 7.5 容量校验68-69
• 7.6 电动机再启动方式69-75
• 7.6.1 低压电动机再启动69-71
• 7.6.2 高压电动机再动方式71
• 7.6.3 变频器控制电动机再启动71
• 7.6.4 电动机群再启控制系统71-75
• 结论75-76
• 致谢76-77
• 参考文献77-80
• 发表文章目录80-81

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本文编号：722324