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基于小波变换和电力电子技术的高压电源快切应用研究

作　者: 杨亚光
导　师: 马幼捷
学　校: 天津理工大学
专　业: 电力系统及其自动化
关键词: 电源快切 电力电子开关 小波变换 故障检测
分类号: TM762.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2013年
下　载: 2次
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内容摘要


针对大型企业电网的负荷供电安全性问题,本文依托天津石化的高压电源快切项目,对石化电网目前面临的供电安全性问题做了相应的研究分析。天津石化电网现在采用两组电源互为备用的供电方式,利用备用电源自动投切装置来保证企业电网的连续可靠运行。本课题分析了目前石化电网应用备自投时所存在的问题,在研究微机型高压电源快切的基础上提出了一种基于电力电子开关的电源快切系统。由于电力电子开关的通断时间远小于机械开关,因此电力电子式高压电源快切系统的切换时间将会明显降低,从而有效减小切换过程产生的冲击。本文首先对提出的电力电子式高压电源快切系统的组成及工作原理进行了分析研究,选取了晶闸管反并联结构作为电力电子开关的主电路来代替高压断路器开关；对晶闸管阀技术参数进行了分析并对晶闸管进行了选型,完成了信号调理电路的设计,并对电力电子开关主电路所采用的过零触发的方式进行了详细分析；最后对如何检测晶闸管的正常导通与关断进行了电路设计。其软件设计根据工作原理的特点和要求给出了其工作流程图。在完成了电力电子式电源快切系统的设计后,提出了利用小波变换理论对电力系统故障进行检测的方法,分析讨论了电力系统的常见故障,并对小波信号的奇异性与电力系统故障之间的联系作了介绍,给出了电力系统故障检测的基本判据,分别应用了Db6小波和Sym5小波作为母小波,对三相系统中单相故障的故障信号进行小波分析,实验结果证明了利用小波变换对电力系统故障进行检测的快速性。最后将提出的电力电子式高压电源快切应用到石化电网中做了分析研究。根据天津石化电网的实际结构和所提供的真实数据建立了石化电网的仿真模型,确定了应用电力电子式高压电源快切的最佳位置,对石化电网应用电源快切做了暂态分析,并分析了电力电子式快切对继电保护的影响,从仿真结果可知,应用电力电子式快切所产生的冲击不会对石化现有的继电保护造成影响。

全文目录


摘要  5-6
Abstract  6-10
第一章 绪论  10-16
  1.1 本课题研究的背景和意义  10-12
    1.1.1 研究背景  10-11
    1.1.2 研究的目的及意义  11-12
  1.2 电源快切装置的发展及研究现状  12-14
  1.3 电源快切故障检测的研究现状  14
  1.4 本文的主要工作  14-16
第二章 电力电子式高压电源快切系统的工作原理及其设计实现  16-34
  2.1 电力电子式高压电源快切系统的工作原理  16-17
  2.2 电力电子开关在电源快切中的应用分析  17-23
    2.2.1 电力电子开关介绍  17-19
    2.2.2 电力电子式电源快切的主电路结构  19-23
  2.3 电力电子式电源快切的硬件设计  23-30
    2.3.1 电力电子式电源快切系统的总体结构  23-24
    2.3.2 晶闸管阀技术参数的设计  24-25
    2.3.3 电源快切系统的主要电路原理介绍  25-30
  2.4 电力电子式快切系统的软件设计  30-32
  2.5 电力电子开关在高压电源快切应用中可能存在的问题分析  32-33
  2.6 小结  33-34
第三章 基于小波变换的电源快切系统的故障检测法  34-43
  3.1 小波变换的定义  34-35
    3.1.1 连续小波变换  34-35
    3.1.2 离散小波变换  35
  3.2 电力系统故障分析  35-37
    3.2.1 电力系统组成  35-36
    3.2.2 电力系统故障概述  36-37
  3.3 信号的奇异性与电力系统故障  37-38
    3.3.1 信号奇异性的定义  37
    3.3.2 暂态情况下电力系统故障信号的奇异性  37-38
  3.4 电源快切的电力系统故障检测判据  38
  3.5 电力系统故障检测方法的实现  38-42
    3.5.1 电力系统故障信号奇异度确定  38-39
    3.5.2 小波的选择  39
    3.5.3 基于小波变换的短路故障仿真分析  39-42
  3.6 小结  42-43
第四章 电力电子式高压电源快切在石化电网中的应用研究  43-57
  4.1 石化电网负荷供电安全可靠性分析  43-45
  4.2 石化电网高压电源快切的暂态分析  45-52
    4.2.1 石化电网电源快切仿真模型创建  45-47
    4.2.2 电源快切的暂态仿真  47-52
  4.3 电力电子式电源快切对继电保护的影响分析  52-56
    4.3.1 天津石化电网保护配置  53-55
    4.3.2 快切对继电保护的影响分析  55-56
  4.4 小结  56-57
第五章 结论与展望  57-59
  5.1 本文总结  57
  5.2 展望  57-59
参考文献  59-63
发表论文和科研情况说明  63-64
致谢  64-65

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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 > 电力系统的自动化 > 电气设备的自动控制 > 备用电源的自动投入
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