学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示
高压发电机继电保护及相关稳定性问题研究
作 者: 高艳
导 师: 刘沛;林湘宁
学 校: 华中科技大学
专 业: 电力系统及其自动化
关键词: 高压发电机 内部故障仿真 定子接地保护 非全相运行保护 过电压保护 高压侧电压控制 暂态功角稳定 暂态电压稳定
分类号: TM772
类 型: 博士论文
年 份: 2009年
下 载: 513次
引 用: 0次
阅 读: 论文下载
内容摘要
材料科学与制造技术的进步拓展了高压交联聚乙烯(Cross Linked Poly Ethylene,XLPE)电缆的应用领域,促成了高压发电机(Powerformer)的发明,这是发电技术发展史上的一次显著变革。高压发电机能够直接与高压母线相连,与传统发电机相比,高压发电机有望提高系统可靠性、稳定性,提高能量转换效率,减少电厂占地面积。而高压发电机继电保护问题的解决和相关稳定性问题的深入研究将推动这种新型发电技术的进步和推广。论文针对上述问题开展研究,具体工作如下:高压发电机在系统中处于重要地位,其定子绕组单相接地故障保护需满足高灵敏度、覆盖100%定子区域的要求。论文基于高压发电机内部故障仿真模型,分析了高压发电机发生定子绕组单相接地故障时的电气特性,提出了一种基于零序能量的高压发电机定子单相接地保护新原理。该保护原理利用高压发电机机端零序电压和零序电流获得零序功率和零序能量,通过分析能量方向检测接地故障,实现对发电机区内故障和区外故障的区分。为了减小发电机的体积,高压发电机的绝缘系统在设计上采用分级绝缘方式,中性点侧的绝缘强度相对机端较弱。当其运行在非全相异常工况时,中性点将承受很高的过电压,绝缘受到严重威胁。论文在分析高压发电机非全相运行状态特点的基础上,提出了一种基于高压发电机机端零序电压和定子绕组负序电流、并借助断路器辅助触点信息进行判断的高压发电机非全相运行保护方案,并通过PSCAD/EMTDC建立系统模型,对方案进行仿真验证。高压发电机与高压母线直连,当多台高压发电机并列运行时,若其中一台发生励磁系统故障导致过电压,利用简单的过电压保护无法实现选择性动作。论文利用发电机机端电压和无功功率输出之间的关系,提出了一种改进的并列运行高压发电机过电压保护方案。该保护方案除检测过电压故障外,还通过发电机无功功率输出的变化量识别引发过电压的根源。采用补偿系数修正保护的动作时间,保证对母线过电压影响最大的发电机能最先被切除,该保护方案的应用领域并不局限于高压发电机,亦可为直接并列运行的普通发电机提供选择性过电压保护。论文研究了传统发电机高压侧电压控制(HSVC)原理,基于此对HSVC提高电力系统暂态功角稳定性的能力进行分析。由于高压发电机能够直接与高压母线相连,无需增设HSVC模块即可很方便地控制高压母线的电压。论文采用高压发电机实现高压侧电压控制,利用电力系统综合程序(PSASP)建立单机-无穷大系统及改进的EPRI-7节点系统,通过与传统发电机AVR和传统发电机HSVC励磁控制的比较,分析了高压发电机电压控制改善电力系统暂态功角稳定性的效果。论文研究了电压稳定性的基本理论、提高电力系统暂态电压稳定性的措施及高压发电机的过负荷特性。在此基础上,采用PSASP建立了EPRI-36节点系统仿真模型,通过与传统发电机AVR和HSVC励磁控制的效果比较,分析了高压发电机电压控制改善电力系统暂态电压稳定性的作用。论文最后对上述研究结果进行总结,提出进一步研究的方向。
|
全文目录
摘要 4-6 Abstract 6-10 1 绪论 10-25 1.1 引言 10-11 1.2 传统发电机保护方案研究现状 11-16 1.3 发电机励磁控制及其与系统稳定性的关系 16-18 1.4 高压发电机的设计特点 18-20 1.5 高压发电机保护方案研究现状 20-21 1.6 高压发电机与系统稳定性的关系 21-23 1.7 论文的主要研究内容 23-25 2 高压发电机新型高灵敏度定子单相接地保护 25-48 2.1 引言 25-26 2.2 传统发电机定子绕组单相接地保护方案 26-32 2.3 高压发电机内部故障仿真模型 32-34 2.4 高压发电机新型高灵敏度定子单相接地保护 34-47 2.5 本章小结 47-48 3 高压发电机非全相运行保护 48-60 3.1 引言 48-49 3.2 传统发电机非全相运行保护分析 49-52 3.3 高压发电机非全相运行状态分析 52-54 3.4 高压发电机非全相运行保护方案 54-55 3.5 仿真分析 55-59 3.6 本章小结 59-60 4 并列运行高压发电机的过电压保护 60-75 4.1 引言 60 4.2 传统发电机过电压保护 60-62 4.3 高压发电机过电压分析 62-64 4.4 现有高压发电机过电压保护方案 64-67 4.5 并列运行高压发电机改进过电压保护 67-69 4.6 仿真分析 69-74 4.7 本章小结 74-75 5 高压发电机电压控制对系统暂态功角稳定性的影响 75-91 5.1 引言 75 5.2 传统发电机HSVC原理 75-77 5.3 高压发电机电压控制对功角稳定性的影响 77-78 5.4 仿真试验 78-90 5.5 本章小结 90-91 6 高压发电机电压控制对系统暂态电压稳定性的影响 91-104 6.1 引言 91 6.2 电压稳定性的定义和分类 91-93 6.3 提高电力系统暂态电压稳定性的措施 93-95 6.4 高压发电机电压控制改善暂态电压稳定性作用研究 95-103 6.5 本章小结 103-104 7 总结与展望 104-106 7.1 全文总结 104-105 7.2 进一步研究展望 105-106 致谢 106-107 参考文献 107-115 附录1 攻读学位期间发表论文目录 115-116 附录2 作者在攻读博士学位期间主要参与的科研工作 116
|
相似论文
- 海上风电场应用轻型直流输电技术研究,TM614
- 风电并网及其穿透功率极限研究,TM614
- 2015年南方电网电压稳定分析计算,TM712
- 特高压电网接入浙江电网后的安全稳定性分析及控制策略研究,TM712
- 固态故障限流器对电力系统运行影响的研究,TM46
- 受端系统暂态电压稳定机理研究,TM712
- 大型互联电网在线预决策系统中的若干问题的研究,TM76
- 基于PMU信息的电网失步解列方法研究,TM712
- 电力系统无功电压就地控制研究,TM761.1
- 电力系统电压稳定分析和控制研究,TM712
- 真空开关操作过电压分析及其保护研究,TM564.2
- 中压配电网过电压保护与绝缘配合标准探讨,TM862
- 基于CAN总线的智能化励磁功率柜的研究,TP273.5
- 真空开关操作过电压及其保护的研究,TM862
- 大型发电机转子灭磁及过电压保护技术的研究,TM772
- 可控串补TCSC装置主动过电压保护及控制的研究,TM761
- 消除弧光接地过电压的方法研究,TM862
- 10kV线路过电压保护器应用研究,TM862
- 真空开关操作高压电动机引起的过电压及其抑制,TM862
- 真空开关操作电容器组引起的过电压及其抑制,TM862
中图分类: > 工业技术 > 电工技术 > 输配电工程、电力网及电力系统 > 电力系统继电保护 > 元件的保护
© 2012 www.xueweilunwen.com
|