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第1章 绪论1

1.1双电源快速切换研究的背景和意义1

1.2双电源切换装置的研究现状2

1.2.1双电源切换装置的发展2

1.2.2快速切换装置应用情况4

1.3双电源切换技术存在的问题5

1.3.1快速切换装置判据、启动和闭锁问题5

1.3.2参数整定问题6

1.3.3一次设备和二次设备的响应时间问题7

1.3.4供电系统中设备参数对快速切换的影响问题7

1.3.5分布式电源的存在对快速切换的影响问题8

1.3.6供电系统故障类型对快速切换的影响问题9

1.3.7石油化工三机组和四机组对快速切换装置的影响问题9

1.4本书主要内容10

第2章 双电源切换原理11

2.1引言11

2.2三相异步电机的动态数学模型11

2.2.1三相异步电机电路模型11

2.2.2异步电机组的机电特性16

2.3供电电源故障后母线残压衰减特性18

2.4备自投切换基本原理24

2.5双电源快速切换的基本原理和安全域26

2.6快速切换装置的切换模式29

2.6.1快速切换29

2.6.2首次同期切换31

2.6.3残压切换33

2.6.4长延时切换34

2.6.5切换方式的选择34

2.7快速切换装置的启动与闭锁36

2.8快速切换装置的布置方式36

2.8.1双断路器布置方式36

2.8.2双馈线加母线布置方式37

2.9本章小结39

第3章 电机参数测试与估计40

3.1引言40

3.2异步电机参数测试与估计40

3.2.1异步电机参数传统测试方法40

3.2.2基于铭牌和产品样本信息的异步电机参数计算45

3.2.3异步电机参数估计50

3.3同步电机参数测试69

3.3.1稳态参数的测定69

3.2.2暂态参数的测定74

3.4本章小结77

第4章 供电系统设备建模与仿真78

4.1引言78

4.2 ETAP电力系统计算软件概述78

4.2.1 ETAP简介78

4.2.2 ETAP主要功能及模块79

4.3供电系统设备动态模型81

4.3.1异步电机81

4.3.2同步电机81

4.3.3等效电网81

4.3.4励磁器和自动电压调节器82

4.3.5调速器和涡轮机83

4.3.6电力系统稳定器83

4.3.7机械负荷84

4.3.8静止无功补偿器84

4.3.9风力发电模型84

4.4 ETAP软件的使用介绍85

4.4.1建立单线图及输入参数85

4.4.2潮流分析89

4.4.3暂态稳定分析89

4.4.4 ETAP其他功能计算90

4.5本章小结90

第5章 双电源系统进线断路器误跳故障时的快速切换仿真分析91

5.1引言91

5.2进线断路器误跳故障切换时的异步电机群的机电暂态过程91

5.2.1异步电机群机电暂态过程的微分-代数微分方程组91

5.2.2进线断路器误跳故障时的切换仿真分析基础93

5.3母线满载运行方式下供电系统仿真分析94

5.3.1进线断路器误跳故障时的残压特性仿真分析96

5.3.2进线断路器误跳故障时的快速切换过程仿真分析98

5.3.3进线断路器误跳故障时的首次同期切换过程仿真分析107

5.4母线半载运行方式下供电系统仿真分析112

5.4.1进线断路器误跳故障时的残压特性仿真分析112

5.4.2进线断路器误跳故障时的快速切换过程仿真分析114

5.4.3进线断路器误跳故障时的首次同期切换过程仿真分析121

5.5本章小结126

第6章 双电源系统进线短路故障时的快速切换仿真分析128

6.1引言128

6.2进线三相短路故障切换时的异步电机群的机电暂态过程128

6.2.1异步电机群机电暂态过程的微分-代数微分方程组128

6.2.2进线三相短路故障时的切换仿真分析基础129

6.2.3进线三相短路故障时的异步电动机的短路反馈电流130

6.3母线满载运行方式下供电系统仿真分析132

6.3.1进线三相短路故障时的残压特性仿真分析134

6.3.2进线三相短路故障时的切换过程仿真分析136

6.4母线半载运行方式下供电系统仿真分析144

6.4.1进线三相短路故障时的残压特性仿真分析144

6.4.2进线三相短路故障时的切换过程仿真分析147

6.5本章小结154

第7章 供电系统设备参数对双电源切换的影响分析155

7.1引言155

7.2双电源切换系统参数155

7.3供电系统设备参数对双电源切换的影响157

7.3.1双电源切换方式157

7.3.2各种切换方式下的参数选择157

7.3.3异步电动机参数分析158

7.3.4同步电动机参数分析176

7.3.5线路电抗器参数分析195

7.3.6线路电力电缆参数分析197

7.3.7静态等效阻性负荷参数分析199

7.3.8静态等效容性负荷参数分析201

7.3.9逆变器对双电源切换的影响203

7.3.10变频器对双电源切换的影响203

7.3.11断路器对双电源切换的影响204

7.4本章小结204

第8章 分布式电源对双电源快速切换的影响分析205

8.1引言205

8.2无分布式电源的快速切换仿真分析205

8.3同步发电机对快速切换的影响209

8.3.1同步发电机运行方式1209

8.3.2同步发电机运行方式2211

8.3.3同步发电机运行方式3213

8.3.4同步发电机运行方式4215

8.3.5小结217

8.4风力发电机组对快速切换的影响218

8.4.1风力发电机组运行方式1218

8.4.2风力发电机组运行方式2221

8.4.3小结223

8.5光伏并网逆变器对快速切换的影响223

8.5.1光伏并网逆变器运行方式1224

8.5.2光伏并网逆变器运行方式2226

8.5.3光伏并网逆变器运行方式3228

8.5.4光伏并网逆变器运行方式4230

8.5.5小结232

8.6石化三机组变电站快速切换仿真研究233

8.6.1三机组等效模型的建立233

8.6.2进线断路器误跳故障时的快速切换仿真分析236

8.6.3进线三相短路故障时的快速切换仿真分析241

8.6.4小结249

8.7本章小结249

第9章 双电源系统快速切换现场试验研究和事故分析251

9.1引言251

9.2母线带大型电动机空载快速切换试验251

9.2.1空载试验过程与录波数据分析251

9.2.2残压试验、快速切换试验与仿真结果对比259

9.3母线上电动机带载快速切换试验262

9.3.1带载试验过程与录波数据分析262

9.3.2残压试验、快速切换试验与仿真结果对比268

9.4现场进线三相短路事故分析271

9.4.1现场进线三相短路故障保护分析271

9.4.2现场进线三相短路事故与仿真结果对比276

9.5本章小结277

第10章 快速切换装置的改进280

10.1引言280

10.2快速切换仿真和试验总结280

10.2.1快速切换装置切换策略优化280

10.2.2参数整定优化282

10.3母线残压快速衰减方法——基于TCBR快速切换控制方法283

10.3.1背景技术283

10.3.2发明内容284

10.3.3具体实施方式286

10.4快速切换装置判据改进291

10.4.1改进的快速切换判据291

10.4.2改进的残压切换判据291

10.5首次同期切换的合闸导前角预测控制292

10.5.1传统合闸导前角预测算法292

10.5.2基于E指数模型的合闸导前角预测算法294

10.6本章小结296

附录A D164#变电站设备及其参数297

A.1引言297

A.2 D164#变电站3段-4段系统简图297

A.3 D164#变电站3段-4段系统参数297

A.3.1电力电缆参数298

A.3.2等效电网参数298

A.3.3高压断路器参数298

A.3.4异步电动机参数299

A.3.5电容器参数300

附录B C118#变电站设备及其参数301

B.1引言301

B.2 C118#变电站系统简图301

B.3 C118#变电站系统参数302

B.3.1电力电缆参数302

B.3.2等效电网参数303

B.3.3高压断路器参数303

B.3.4异步电动机参数304

B.3.5双绕组变压器参数306

B.3.6电容器参数306

B.3.7电抗器参数306

附录C A135#变电站设备及其参数307

C.1引言307

C.2 A135#变电站系统简图307

C.3 A135#变电站系统参数309

C.3.1电力电缆参数309

C.3.2变电站上一级等效电网参数310

C.3.3高压断路器参数310

C.3.4异步电动机参数311

C.3.5双绕组变压器参数312

C.3.6电容器参数313

C.3.7电抗器参数313

附录D其他电站设备及其参数314

参考文献320