单三组合式同相供电保护方案设计

发布时间：2017-10-01 13:34

  本文关键词：单三组合式同相供电保护方案设计

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【摘要】：本文基于单三组合式同相供电系统分析了单三组合式同相供电方式对继电保护的新要求。单三组合式同相供电系统中,用单相牵引变压器(Traction Transformer, TT)和高压匹配变压器变压器(High voltage Matching Transfomer, HMT)组合取代了结构复杂的平衡变压器,通过接入容量合适的同相供电补偿装置(Cophase Power Supply Device, CPD)实现同相供电。牵引供电系统的主接线变化、同相供电装置中变流器级联结构的改变和牵引匹配变压器(Traction Matching Transformer, TMT)绕组的不同都会造成牵引网电气量的变化,因此需要研究此种供电方案下的继电保护配置和各种保护的整定方法。首先分析了单三组合式同相供电方式的优点、同相供电补偿原理以及推导了平衡时两并联支路的电流匹配关系,介绍了同相供电装置中变流桥的级联结构、有功分离法和常见PWM控制方法,并且分析了单三组合式同相供电的16种工作方式。基于MATLAB/SMULINK平台对单三组合式同相供电系统建模分析,验正此种供电方案的可行性以及电流匹配关系的正确性。其次,分析了同相补偿支路的并联接入对原有系统各部分的保护配置的影响,对变流桥设置过电流脉冲闭锁功能,防止变压器低压侧保护提供馈线后备保护拒动情况发生。为了满足单三组合式同相供电方案对继电保护的新需求,对高压匹配变压器配置比率制动差动电流保护、瓦斯保护、低压启动过流保护等等；对同相供电补偿装置配置有功功率差动保护、过流保护闭锁脉冲保护以及器件级保护；对馈线设置自适应距离保护、电流增量保护、过负荷保护等等。为了防止同相供电装置在直流电容充电过程中其有功功率差动保护误动,以及为了使同相供电有功功率躲过因为电流、电压互感器饱和而造成的不平衡功率,提出了同相供电装置比率制动特性功功率差动保护。最后基于RIDS搭建同相供电系统的模型,并且基于此模型对系统的保护与控制进行动模验证；基于RTDS平台搭建系统的同相供电补偿装置比率制动的有功功率差动保护模块和牵引变压器保护模块,验证保护配置的正确性和可靠性。
【关键词】：单三组合式 同相供电 平衡变换 有功功率差动比率制动 保护配置 RTDS
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TM77
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-10
• 第1章 绪论10-18
• 1.1 研究背景及意义10-13
• 1.1.1 研究背景10-11
• 1.1.2 研究意义11-13
• 1.2 国内外研究现状13-17
• 1.2.1 牵引供电技术研究现状13-16
• 1.2.2 同相供电继电保护研究现状16-17
• 1.3 本文的主要研究内容17-18
• 第2章 单三组合式同相供电系统结构及原理18-31
• 2.1 单三组合式同相供电技术方案18-19
• 2.2 同相供电装置的结构和工作原理19-25
• 2.2.1 同相供电装置的结构19-20
• 2.2.2 平衡变换原理20-22
• 2.2.3 指令电流生成原理22-23
• 2.2.4 同相供电装置的控制方法23-24
• 2.2.5 单三组合式供电系统变流桥结构设计24-25
• 2.3 单三组合式同相供电平衡变换原理25-26
• 2.4 单三组合式同相供电的运行方式26-28
• 2.5 基于MATLAB/SIMULINK单三组合式同相供电建模28-30
• 2.5.1 同相供电装置的逻辑控制29
• 2.5.2 Simulink仿真结果与分析29-30
• 2.6 本章小结30-31
• 第3章 单三组合式同相供电保护方案配置31-49
• 3.1 单三组合式同相供电方案故障分析31-33
• 3.2 高压匹配变压器HMT保护配置33-39
• 3.2.1 高压匹配变压器HMT差动保护33-37
• 3.2.2 高压匹配变压器HMT低电压启动过电流保护37-38
• 3.2.3 高压匹配变压器HMT过负荷保护38-39
• 3.2.4 高压匹配变压器HMT瓦斯保护39
• 3.3 牵引变压器TT保护配置39
• 3.4 同相供电设备保护配置39-44
• 3.4.1 变流器器件保护39-41
• 3.4.2 牵引匹配变压器TMT保护配置41
• 3.4.3 同相供电设备有功功率差动保护41-43
• 3.4.4 同相供电装置比率制动有功功率差动保护43-44
• 3.5 单三组合式同相供电馈线保护配置44-48
• 3.5.1 交流牵引负荷特点45
• 3.5.2 自适应距离保护45-47
• 3.5.3 电流速断保护47
• 3.5.4 电流增量保护47-48
• 3.6 本章小结48-49
• 第4章 单三组合式同相供电系统保护建模与仿真49-65
• 4.1 基于RTDS单三组合式同相供电仿真建模49-53
• 4.1.1 基于RTDS单三组合式同相供电系统模型图49-50
• 4.1.2 同相供电装置的控制模型搭建50-51
• 4.1.3 同相供电运行仿真51-53
• 4.2 基于RTDS保护配置方案建模与仿真53-64
• 4.2.1 同相供电装置有功功率差动保护仿真53-58
• 4.2.2 牵引变压器TT保护方案建模与仿真58-64
• 4.3 本章小结64-65
• 结论与展望65-66
• 致谢66-67
• 参考文献67-69
• 攻读硕士学位期间发表论文及科研情况69

【参考文献】

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本文编号：953769