基于石化企业的电源切换装置的研究

发布时间：2017-08-24 19:33

  本文关键词：基于石化企业的电源切换装置的研究

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【摘要】：石化企业因外网或内网故障,造成的非正常停电的情况普遍存在,而石化企业的生产工艺对连续供电的要求极其高,会给企业重要工艺带来经济损失和安全危害。当石化企业工作电源发生异常时,电源切换装置需要快速且准确地投入备用电源,保证系统的负载不断电且在不受较大的冲击,能够稳定地持续运行。因此,电源切换装置是企业连续供电的重要保障。因感应电动机在石化企业负载比重较大,其残压特性对电源切换有重要影响。本文首先分析了感应电动机的运行特性和失电、电源重投入的暂态特性,结合电机转矩的不稳定平衡点,分析了电源切换装置的临界切换时间,并给出了解析表达式。其次基于Simulink进行电源切换的仿真,进行了四种不同合闸时机的切换方式和临界切换时间对电源切换的仿真,分析出残压切换和长延时切换的不足,同时提出临界切换时间对切换方式的改善,根据已分析的电机不同负载对临界切换时间的影响,可配合切换方式进行相应的减载保护,完善了电源切换的逻辑。本文分析了基于uC/OS-Ⅱ和ARM的嵌入式系统的电源切换装置,在装置分析的原理上进行软硬件的设计,主要包括硬件的模块化设计和软件的多任务设计。可实现的功能有,装置对进线、母线电流电压的实时采集,装置动作逻辑判断,分合闸命令输出,可修改的逻辑判据定值,Modbus协议下从机报文的响应。最终,经过一系列的仿真验证和测试,表明了本装置具有一定的实用价值。
【关键词】：电源切换装置 感应电机 临界切换时间 uC/OS-Ⅱ
【学位授予单位】：南京理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TE65;TN86
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-8
• 1 绪论8-14
• 1.1 课题研究背景8
• 1.2 电源切换装置发展与研究现状8-10
• 1.3 电源切换在石化企业应用10-12
• 1.3.1 电源切换基本原理10-11
• 1.3.2 石化企业应用的特点11-12
• 1.4 章节安排12-14
• 2 感应电机的运行特性分析14-24
• 2.1 感应电机的稳态分析14-16
• 2.1.1 感应电机的等效电路14-15
• 2.1.2 感应电机的机械特性15-16
• 2.2 感应电机的暂态分析16-19
• 2.2.1 感应电机失电分析16-17
• 2.2.2 备用电源投入分析17-19
• 2.3 临界切换时间的解析算法19-23
• 2.3.1 石化企业负荷模型19
• 2.3.2 临界角速度的分析19-21
• 2.3.3 临界角速度的计算21-22
• 2.3.4 临界切换时间的解析22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 基于Simulink的电源切换仿真分析24-42
• 3.1 Simulink下的电源切换仿真模型24-25
• 3.2 电源切换过程的仿真25-31
• 3.2.1 母线失电仿真分析25-26
• 3.2.2 备用电源投入仿真分析26-31
• 3.3 临界切换时间在电源切换的仿真31-41
• 3.3.1 负载率对临界切换时间的影响31-36
• 3.3.2 负荷比例对临界切换时间的影响36-41
• 3.4 本章小结41-42
• 4 电源切换装置的原理分析42-53
• 4.1 装置的应用模式42-43
• 4.1.1 系统接线形式42
• 4.1.2 装置的运行方式42-43
• 4.2 装置的动作逻辑43-48
• 4.2.1 切换起动方式43-45
• 4.2.2 开关动作方式45-46
• 4.2.3 切换辅助功能46-47
• 4.2.4 装置自检功能47-48
• 4.3 模拟量的算法分析48-52
• 4.3.1 差分滤波设计48-49
• 4.3.2 全波傅氏算法49-51
• 4.3.3 电气量的测量51-52
• 4.4 临界切换时间的判据52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 装置系统设计53-78
• 5.1 装置硬件平台设计53-60
• 5.1.1 ARM芯片外围电路设计53-55
• 5.1.2 模拟输入板设计55-58
• 5.1.3 开关量输入板设计58-59
• 5.1.4 开关量输出板设计59-60
• 5.2 uC/OS-Ⅱ内核在ARM的移植60-66
• 5.2.1 uC/OS-Ⅱ内核及移植规划60-62
• 5.2.2 uC/OS-Ⅱ移植内容62-66
• 5.3 装置软件平台设计66-71
• 5.3.1 多任务程序分析66-69
• 5.3.2 频率采集的设计69-70
• 5.3.3 模拟量采集的设计70-71
• 5.4 Modbus协议设计71-77
• 5.4.1 Modbus协议简介71-72
• 5.4.2 UATR串口通信72-74
• 5.4.3 Modbus协议的实现74-77
• 5.5 本章小结77-78
• 6 总结与展望78-79
• 致谢79-80
• 参考文献80-83
• 附录83-84

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前2条

1 王新宝,韩祯祥;计及感应电动机静态特性的PV曲线分析[J];电力系统自动化;2004年02期

2 蒋方华;程耕国;;实时操作系统μC/OS-Ⅱ在ARM7上的移植[J];微计算机信息;2008年20期

中国博士学位论文全文数据库 前1条

1 王志军;感应电机电压跌落临界清除时间解析算法及应用[D];山东大学;2014年

中国硕士学位论文全文数据库 前2条

1 刘建敏;基于DSP和ARM的备用电源自投装置的研制[D];华北电力大学（北京）;2010年

2 崔立强;高压电源快切对继电保护影响的研究[D];天津理工大学;2012年

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本文编号：732735