高壓變頻調(diào)速保護系統(tǒng)的研制.pdf

1、隨著電力電子技術(shù)、計算機控制技術(shù)的迅速發(fā)展，交流調(diào)速取代直流調(diào)速己成為發(fā)展趨勢。在交流調(diào)速技術(shù)中，變頻調(diào)速以其優(yōu)異的調(diào)速性能和高效節(jié)能、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點而被國內(nèi)外認為最有發(fā)展前途的調(diào)速方式，在國內(nèi)外受到廣泛的關(guān)注。高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的繼電保護是保障變頻器運行安全的核心和基礎(chǔ)，迄今，高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的保護功能相對薄弱，主要針對的是電力電子器件的保護，尚難以滿足高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)的實際應(yīng)用要求。因此，研究和開發(fā)高性能的高壓變頻調(diào)速保護系統(tǒng)具有重

2、要的現(xiàn)實意義和廣闊的應(yīng)用前景。 本文介紹了高壓變頻調(diào)速的原理及其在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用情況，然后綜述了國內(nèi)外高壓變頻器以及相關(guān)保護的研究現(xiàn)狀和發(fā)展方向。 在介紹了三電平高壓變頻調(diào)速器主電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，針對三電平結(jié)構(gòu)高壓變頻器的特點及其可能出現(xiàn)的故障情況，提出了一套完整的高壓變頻保護系統(tǒng)的總體設(shè)計方案，可對輸入變壓器、直流回路、逆變器等各部分實現(xiàn)全面有效的保護。文中詳細論述了保護系統(tǒng)的設(shè)計原則、硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)的設(shè)計方案、

3、功能配置特點以及基本保護原理。 根據(jù)高壓變頻調(diào)速保護系統(tǒng)的應(yīng)用要求，進行了硬件系統(tǒng)的設(shè)計。在硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計中提出了分層式的硬件結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，文中介紹了下層機DSP平臺的選型和特點，對主要外圍插件，如交流變換插件、直流變換插件、開入轉(zhuǎn)接插件和保護開出插件等的設(shè)計特點和電路原理做了較為詳實的闡述。 由于高壓變頻調(diào)速系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，且涉及工頻交流、直流以及變頻交流等多種不同性質(zhì)的電氣量信號，因此其保護功能配置與實現(xiàn)方法與傳統(tǒng)電力設(shè)

4、備保護存在較大差異。根據(jù)這一特點，論文對高壓變頻保護原理的實現(xiàn)方法進行了系統(tǒng)研究，特別是針對輸出側(cè)頻率具有時變性的特點，提出了“變數(shù)據(jù)窗傅式算法”，以解決在變頻情況下基頻分量的計算問題。論文介紹了“變數(shù)據(jù)窗傅式算法”的基本原理，以及工頻交流、直流、序量等主要參數(shù)的計算方法。 為了提高了程序的可靠性和可擴展性，增強程序的可移植性和可讀性，在保護系統(tǒng)的軟件實現(xiàn)中采用了基于保護邏輯框圖的模塊化設(shè)計方法，使得保護軟件具有結(jié)構(gòu)清晰、維護方