基于快速开关的节能型故障限流器关键技术研究

发布时间：2017-09-19 12:43

  本文关键词：基于快速开关的节能型故障限流器关键技术研究

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【摘要】：电网等级的不断提高,电网的规模的不断扩大,大容量机组的相继投入,区域各大电网互联的实现,负荷电流的迅速增长,所有的这些因素将导致在电力系统发生故障时,特别是短路情况下,电流水平的持续升高,一些地区的短路电流已经远远超过了目前断路器的开断能力,发生短路时,会造成严重的安全问题,另外过高的短路电流还增加了系统高压设备选择配置的难度。因此,日益严重的短路电流必须得到足够的重视和有效解决,故障限流器作为一种有效的限制短路电流的方法其技术研究及应用就显得至关重要。本文在对国内外热点限流器的分析基础上,重点对快速开关型故障限流器进行深入分析研究,提出了一种基于快速开关的节能型故障限流器,并对其关键技术做了相关研究。本文主要做了以下几方面工作：首先,介绍了故障限流器的发展现状,在分析各种限流器的优缺点上基础,提出快速开关型限流器的拓扑结构,并对其限流原理和取能方式作了介绍分析,对其限流效果做了数学计算分析并通过软件对其限流效果做了仿真分析。其次,研究了短路故障的快速识别技术和短路电流过零点进行预测算法改进,将该技术应用到快速开关型故障限流器的开断中,提高开关的动作响应时间,并且在短路电流零点进行开断,提高开关的使用寿命和开断能力。另外,提出了一种限流器的后备保护方案。根据IEC61850标准协议,实现限流器与继电保护装置之间的信息传输,限流器的状态信息定时传输给继电保护装置,在系统发生短路时故障限流器没有动作的情况下,保护装置能够控制限流器启动,将故障电流降到断路器承受范围内。最后,分析了快速开关型故障限流器接入电网后对电力系统的影响。主要分析对系统稳定性和故障时继电保护装置正常启动的影响,并且对限流器接入系统造成的故障时继电保护装置拒动等问题提出整定方法。本文的研究成果是快速开关型故障限流器在电力系统中应用的关键,能够保证故障限流器的快速可靠动作和提高其开断能力和使用寿命,同时消除其应用过程中对电网带来的一些不利影响。
【关键词】：短路 故障限流器 快速开关 继电保护 仿真
【学位授予单位】：华北电力大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM471
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第1章 绪论10-17
• 1.1 研究背景及意义10-12
• 1.1.1 短路电流的危害10-11
• 1.1.2 传统的限制短路电流的措施11-12
• 1.2 故障限流器国内外研究现状12-16
• 1.2.1 超导故障限流器13-14
• 1.2.2 固态限流器14-15
• 1.2.3 串联谐振型限流器15-16
• 1.3 本文的主要研究内容16-17
• 第2章 新型限流器的限流原理及拓扑结构17-26
• 2.1 开关型故障限流器限流原理17
• 2.2 开关型故障限流器拓扑结构及总体限流方案17-19
• 2.3 限流器的安装位置19-20
• 2.3.1 安装在系统发电部分19-20
• 2.3.2 安装在配电网部分20
• 2.3.3 安装在输电网连接部分20
• 2.4 限流器限流效果理论分析20-22
• 2.5 快速开关型故障限流器限流性能仿真分析22-25
• 2.6 本章小结25-26
• 第3章 短路电流零点预测26-39
• 3.1 短路电流模型26-28
• 3.2 短路起始时刻判别28-30
• 3.2.1 相电流突变法28-29
• 3.2.2 电流波形曲率识别法29-30
• 3.3 短路电流零点预测算法30-37
• 3.3.1 半波傅氏算法处理周期电流分量30-33
• 3.3.2 算法改进33-36
• 3.3.3 仿真验证36-37
• 3.4 本章小结37-39
• 第4章 限流器后备保护方案39-52
• 4.1 IEC61850标准39-43
• 4.1.1 IEC61850标准的基本内容39-41
• 4.1.2 IEC61850主要技术特点41-43
• 4.2 快速报文传输服务43-45
• 4.3 限流器与继电保护设备间通信实现45-51
• 4.3.1 限流器与继电保护设备通信接口45-46
• 4.3.2 信息传输的可靠性分析46
• 4.3.3 信息传输延时及实时性分析46-47
• 4.3.4 提高信息传输可靠性与实时性策略47-51
• 4.4 本章小结51-52
• 第5章 故障限流器对电力系统影响分析52-63
• 5.1 对暂态稳定性影响52-55
• 5.1.1 限流器对电力系统暂态稳定性影响分析52-55
• 5.2 对继电保护的影响55-62
• 5.2.1 对三段式电流保护的影响55-57
• 5.2.2 对距离保护的影响57-59
• 5.2.3 对零序保护的影响59-62
• 5.3 本章小结62-63
• 第6章 结论与展望63-65
• 参考文献65-69
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及其它成果69-70
• 致谢70

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前3条

1 王付胜,刘小宁;饱和铁心型高温超导故障限流器数学模型的分析与参数设计[J];中国电机工程学报;2003年08期

2 陈刚,江道灼,蔡永华,吕征宇,陈兆麟;具有旁路电感的新型固态故障限流器的研究(英文)[J];中国电机工程学报;2004年07期

3 赵中原,吕征宇,江道灼;新型固态限流器三相主电路拓扑及控制策略研究[J];中国电机工程学报;2005年12期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 刘洪顺;经济型故障限流拓扑与应用技术研究[D];山东大学;2010年

中国硕士学位论文全文数据库 前1条

1 赵智俊;基于IEC61850的数字化保护装置测试系统的研究[D];华北电力大学（北京）;2011年

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本文编号：881718