备用电源自动投入装置原理及应用开题报告

 2022-11-12 14:56:11

1. 研究目的与意义

所谓备用电源自动投入装置,就是当工作电源因故障被断开后,能自动将备用电源迅速投入工作的装置。备用电源自动投入装置又分为常规变电所用备自投装置和发电厂厂用电快切装置。常用的备自投装置根据变电所不同接线方式及运行方式,分为明备用和暗备用两种备用方式。而对于发电厂厂用电,由于有较多大容量异步电机,当厂用母线失电后,残压衰减较慢,备用电源的切换若采用普通的备自投装置,则容易造成很大的冲击电流或因断电时间过长,导致电机自启动失败等问题,因而需要专门的厂用电切换装置。本设针对变电所和发电厂对备用电源投入装置的不同要求,设计不同的逻辑功能,对可能存在的问题,提出相应的解决方案。

2. 课题关键问题和重难点

本设计在分析备自投工作原理的基础上,研究备自投不同应用对象的特殊性,发现运行中存在的问题,并结合新技术,提出应对方案。

研究中的关键问题有以下几方面:

(1)变电所备自投装置原理及动作逻辑实现方法。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

电力系统的发展和扩大,使电力系统的结构变得越来越复杂,运行方式越来越多样,对电力系统的控制技术要求也越来越高,因此我们必须采取新技术和控制方法对电力系统进行检测和控制。备用电源自动投入装置是当电力系统发生故障时能迅速将备用电源或备用设备自动投入系统工作,使系统迅速恢复供电的一种装置。

变电站的典型备自投方式有:变压器备自投、内桥接线进线或分段自适应备自投、母线备自投。以上备自投方式都应考虑各种方式下主供电源、主备电源在远方/就地断开开关、TV断线时引起备自投装置误动作的可能性,闭锁条件取相关手跳继电器STJ接电和TV断线加无流判据来闭锁备自投装置。备自投装置的一次接线分为明备用和暗备用。明备用是指正常运行时,专门设置一台平时不工作的变压器作为备用电源,这就称之为备用变压器。当任一台厂用变压器故障或检修时, 备用变压器可代替它的工作。暗备用是指正常运行中,不专门设置备用变压器,每台厂用变压器均投入工作,处于半负荷运行状态。当任一台厂用变压器断开时,该厂用变压器供电的母线由旁边的另一台厂用变压器供电。此两台变压器之间的关系为互为备用。在通常情况下,明备用时,备用变器的容量和工作变压器的容量均为计算负荷的100%;暗备用时,两路电源变压器容量都是按计算负荷一、二级负荷确定,每台变压器容量约占全部总容量的 70% 。具体容量根据DT/T5153 - 2002《火力发电厂厂用电设计技术规定》进行计算。

根据备自投的原理,备用电源自动投入装置的要求有:应保证在工作电源或设备断开后,才投入备用电源或设备;工作电源或设备上的电压,不论因何原因消失时,自动投入装置均应动作;自动投入装置应保证只动作一次。每个动作逻辑的控制条件可分为两类:一类为启动条件,另一类为闭锁条件。当启动条件都满足,闭锁条件都不满足时,备投动作出口。组成备自投的逻辑分为三种:充放电、允许和闭锁条件。充放电条件包含了开关状态、控制字状态等;允许条件有母线无压。备自投的闭锁的条件则是工作线路有电流、控制字退出、过流闭锁等。只要充电条件没有满足或闭锁的条件满足了,备自投就会闭锁。 根据不同的备自投方式也有不同的闭锁条件:①内桥接线分段备自投的闭锁原则:正常运行时主变差动保护、主变高压侧后备保护动作闭锁高压侧分段备自投。此运行方式下任一主变动作,均闭锁备投装置。②内桥接线进线备自投的闭锁原则:适用于进线备自投,进线Ⅰ、进线Ⅱ互为备用正常运行时,主变差动保护、主变高压侧后备保护动作均不闭锁高压侧进线备自投。③单母分段备投方式:根据运行状态自动识别母联自投和线路开关互投的备投方式,常用于110kV 侧。正常运行时,主变差动保护、主变高压侧后备保护动作均不闭锁高压侧备自投。

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4. 研究方案

本设计主要研究备用电源自动投入装置的原理及实现方法,其中又具体分为常用备自投的实现逻辑和厂用电切换的特殊性、起动逻辑及运行过程中可能出现的问题。

(1)查阅并翻译相关资料,掌握国内外与本课题相关研究成果;

(2)结合课题实际,完成设计的开题报告;

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5. 工作计划

第1周查阅并翻译相关资料,掌握国内外与本课题相关研究成果。

第2周翻译外文资料,完成开题报告初稿;

第3周完成开题报告终稿,编写论文提纲;

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