分列运行的供电网母线柔性倒闸装置的开发与分析.docx

分类号 学校代码 10147
UDC 密级 公开
硕士学位论文
分列运行的供电网母线柔性倒闸
装置的开发与研究
Design Development And Research on the Soft Switching Device in Independent Operation for Bus of Power Grid
作者姓名 高仕龙
指导教师 汪玉凤 教授
申请学位 工学硕士
学科专业 电力电子与电力传动
研究方向 节能型电力电子技术及应用
辽宁工程技术大学
致 谢
两年半的研究生活即将结束,回首起来,感受颇多。在这里首先要向我的导师汪玉凤教授表达感谢,汪老师严谨的工作作风,乐观的生活态度是我得用一辈子去学****的。两年多来, 汪老师从生活到学****到科研对我们都是尽职尽责, 谆谆教导, 在我做课题和毕业论文期间,给了我很多的指导和帮助,在此,我向汪玉凤教授表示真挚的谢意。
其次,感谢两年来在生活上和学业上给过我帮助的师兄师姐们,如已毕业的覃荆伟师兄等,还得感谢 242 研究室的宋雪萍、高小朋等研一的师弟、师妹们。
另外,还得感谢我的父母,求学这些年来,是父母在背后一直默默的支持和理解着我, 在这里希望他们身体健康, 万事顺利。
最后,感谢所有帮助过我的人。
摘 要
目前,煤矿矿井供电通常采用双电源供电方式,运行方式通常采用分列运行方式。双母线分列运行供电方式符合煤矿行业标准,保证了矿井供电的可靠性和安全性,然而当对电源进线或者变压器进行检修时,就需要进行倒闸操作,改变母线的运行方式由分列运行改变为并列运行,这种变换母线运行方式过程会造成供电电源转换的线路出现一定时间的停电,对于必须保证不间断供电的运行系统煤矿供电系统来说, 这段时间的停电会严重影响煤矿的安全生产[1]。为了解决这个问题,本文创造性的设计了两条母线直接进行不停电倒闸操作的装置——电力系统柔性倒闸装置。
母线环流的产生是因为在分列运行的两条母线直接带电合闸操作。两条母线的电压值幅值差、相角差,频率差值均会影响直接合闸操作过程产生的环流大小。基于 FACTS 技术设计的电力系统柔性倒闸装置,抑制或者消除环流的发生。本文从分析电力系统柔性倒闸装置的工作原理出发,创造性的提出电力系统柔性倒闸装置不停电倒闸操作中的移向调压补偿技术,移向调压技术中关键是输出电压的相位控制。电力系统柔性倒闸装置输出电压控制分为输出幅值的控制和相角的控制。本文对锁相环技术在电力系统柔性倒闸装置应用进行深入研究,设计了输出电压控制方法,并进行实验验证。电力系统柔性倒闸装置系统主要由检测部分、逆变部分、注入结构部分、控制部分等组成,柔性倒闸装置的主控器采用 DSPIC30F3011 单片机。
在理论研究的基础上设计了电力系统柔性倒闸装置的样机,搭建了实验室用双母线供电系统模型, 采用大电阻模拟负载,采用真空交流接触器模拟真空断路器。并在此基础上进行了合闸操作、分闸操作相关实验。通过良好的人机界面,便捷的进行了倒闸操作动作指令,电力系统柔性倒闸装置接收到相关指令进行母线电压的补偿操作,实现了无环流进行倒闸操作,实验过程中没有大电流的产生,证明了电力系统柔性倒闸装置的实用性和可靠性。
关键词: 分列运行; FACTS ; 柔性倒闸装置; 拓扑结构; 软件锁相环;DSPIC
单片机; ATmage128;IGBT;
Abstract
At present, the coal mine power supply usually adopts double power supply mode, mode of operation is usually the parse mode of operat ion. Double busbar parse operation power supply mode with coal industry standard, to ensure the mine power supply reliability and safety, but when the power supply into line or transformer in maintenance, they need to pour brake operation, change the bus o peration by parse operation change to coordinate operation, this kind of transformation bus operation mode process will cause the power supply power transfer lines a