新型低压智能综合装置的研究与设计

新型低压智能综合装置的研究与设计

王建东[1]2001年在《新型低压智能综合装置的研究与设计》文中指出低压继电保护装置在电力系统二次设备中有着最为广泛的应用,随着配电自动化的日益发展和电力系统自动化程度的提高,各地低压电网结构和运行方式出现了巨大的变化,用户对常规保护装置的各个方面功能提出了多种多样新的要求,而且装置直接进入就地的开关柜中运行也成为目前较普遍采用的一种使用方法。这就为低压应用领域的继电保护提出了新课题和高要求。 为了满足电力系统的发展,适应变电站苛刻的电磁环境,最大限度地延长软件生命周期,本文研究把握国内外继电保护硬、软件最新发展状况,并在此基础上,建立了适合低压电网应用的智能化、综合化的继电保护硬、软件通用平台,研制出集计算机化、网络化、保护、控制、测量、数据通信一体化的新型低压智能综合装置,既方便了现场服务又方便了工厂生产,是一个标准化的、开放式的、工程化解决方案。 新型低压智能综合装置是以微处理器为核心技术的工控装置,充分考虑了电磁兼容性设计,保证了高可靠性的同时又不失灵活性,以其智能化的设计体现了微机保护的种种优越特性。

王卓勇[2]2014年在《河北南网配网电能质量综合装置研究与应用》文中研究说明根据《国家电网公司“十二五”电网智能化规划》,“十二五”期间配电智能化建设的主要目标是:开展配电自动化和配网调控一体化智能技术支持系统建设,使区域内供电可靠性、电网运行效率和电能质量得到全面提升。这样的要求对电网公司及各级政府压力都很大。目前我国电能质量问题主要体现在电压的波动和闪变,谐波的超标,无功容量的不足,叁相负载的不平衡,以及负序电流的影响,这些问题不紧影响供电公司的供电设备,对用户的用电安全,以及线损的影响都非常大。其中,无功补偿不足和叁相用电负荷不平衡的问题又是最为突出。本项目主要研究的是Zigzag变压器、有源电力滤波装置(APF)和动态无功补偿技术,并通过这几种电力电子技术的结合来研制配网电能质量优化综合装置,以解决配网电压叁相不平衡、无功补偿、谐波治理等问题,提升配网的电能质量,保证配网的安全、经济运行。本文结合河北南网低压配电的特点,选取多个低压配电测试点进行现场数据采集。对现场采集的情况进行分析汇总,然后记录原始的电能质量数据:无功数据、叁相电压、不同时间点的叁相电流、叁相功率因数、零线电流功率因数等,通过实际运行表明:本装置在功能、抗干扰等级、控制等方面,表现的稳定、可靠。

亓玉刚[3]2010年在《智能型矿用多功能低压电子保护器综合自动化测试系统的研究》文中认为随着煤矿现代化生产与安全生产的发展,各种矿用电气设备如电子保护插件,真空交流接触器以及矿用电动机的故障检测已经越来越重要。本文设计了智能型矿用多功能低压电子保护器综合自动化测试系统,系统功能齐全,手动测试与自动测试相结合,具有很强的实用价值与经济价值。综合自动化测试系统硬件部分主要有综合测试台,工控机,大电流发生器,液晶显示屏和打印机组成。工控机与综合测试台之间通过研华数据采集板卡和ISA总线,PCI总线通讯。系统采用研华数据采集板卡采集系统所需的开关量信号与模拟量信号。软件部分主要采用功能强大,便于操作的MCGS组态软件实现。系统主要测试电子保护插件的各种保护功能,从而确定插件是否故障;此外,系统还能够测试真空接触器的参数与触点动作同步性,并且还能够测试电动机的参数,以便确定设备是否故障。综合自动化测试系统不仅能够测试矿用电气设备的故障,还能够大体确定设备的故障部位以及方向。为此,本文详细阐述了故障诊断理论和故障诊断技术。结合目前比较先进的现代故障诊断技术—故障树诊断,采用建立故障树模型的方法诊断电子保护插件的故障,进而以照明综合电子保护装置的短路保护出现故障的状况加以分析说明;并且采用智能故障诊断技术中的模糊故障树的方法对电动机进行故障预测与故障诊断,给出了故障树,还根据经验给出了电动机各部分故障发生的概率。综合测试系统现在已研制成成品,运行良好,但在综合性与自动化程度方面还需要一定提高。

张俊锋[4]2008年在《小型水轮发电机励磁调节单元及测控保护综合装置的研究》文中认为小水电作为可持续发展的能源受到普遍重视。然而,我国小水电测控和保护的自动化水平不高,缺乏可供选用的性价比合适的自动化设备,这导致机组效率低,从而严重制约了水资源的充分利用,因此针对小型水轮发电机的特点,开发相对简单、可靠的测控和保护装置迫在眉睫。本文主要论述了800kW及以下小型水轮发电机励磁调节单元及测控保护综合装置的研制。针对小型水轮发电机的经济技术特点,提出了一套小型水轮发电机测控保护综合装置的总体设计方案,其特点是多功能一体化,结构紧凑,性价比高。该方案采用插件式设计,选用DSP+ARM+C8051的多CPU结构,网络化构架,利用模块化设计编程方法,实现发电机保护、调速、同期、励磁和温度巡检等功能。本文重点阐述了该方案中的发电机保护单元和励磁调节单元的实现。针对小型水轮发电机的特点,摒弃了保护的双重化冗余配置,设置了保护功能A和保护功能B。保护功能A为发电机保护的最简配置,这些保护基本可以保证发电机的安全运行;保护功能B为发电机增设了一些保护功能,这些功能进一步保证发电机保护的完备性和可靠性。文中系统阐述了保护功能配置、各类型保护的原理,以及每种保护功能的逻辑框图和采用的算法。励磁单元由励磁功率部分和励磁调节器两个部分组成。本文中,励磁功率部分采用无刷励磁方式/自并励静止励磁方式来实现,文中论述了其实现原理;励磁调节器采用基于T-S型模糊RBF神经网络的PID调节器来实现,文中详细阐述了T-S型模糊RBF神经网络PID调节器的模型,算法及其算法的实现步骤等,接着利用单机无穷大电力系统模型,结合T-S型模糊RBF神经网络PID的调节器进行了大量的仿真测试,并对结果进行了分析。对该装置的发电机保护单元,励磁单元进行了全面的实验,试验结果表明,发电机保护单元,励磁单元满足设计要求。论文介绍和分析了的试验结果。

陈菁[5]2013年在《风电场升压站监控系统的研究与设计》文中研究表明风电场升压站监控系统是风电场升压站的重要组成部分。升压站监控系统采集升压站一次侧的运行参数,实现升压站的监视、测量、控制和管理,保证风电场升压站的良好运行。本文分析了叁种模式的风电场升压站监控系统结构,研究了站控层和间隔层的单元功能及其主要任务,介绍了微机保护的配置方案等,总结了风电场升压站监控系统的设计方法。作者在南瑞中德公司实习期间,参与了风电场升压站监控系统整套屏柜的组装、调试和微机保护装置的整定。根据实习经验,理论联系实际,提出了升压站监控系统的调试方法及步骤。描述了风电场升压站正常运行以及故障时监控系统运行分析和故障处理的方法。介绍了风电场升压站监控系统可能出现的部分故障类型,提出了升压站监控系统故障后,运行和检修人员处理故障的方法。以山东某风电场为例,说明了风电场升压站监控系统的设计过程,包括确定监控系统的总体架构、确定间隔层的测控保护功能和主控单元通信方案以及硬件和软件的选型及配置等。通过实例解释了监控系统调试和故障处理方法。现有的参考资料通常只介绍风电场升压站监控系统的整体设计和软件设计等,没有考虑整个工程的运行情况。本文除了对风电场升压站监控系统的整体结构进行研究外,还通过现场调试,总结了调试步骤;结合运行情况,提出了运行分析方法和故障处理方法。期望本文的工作能对风电场升压站监控系统的建设和工程应用起到借鉴作用。

贾俐[6]2011年在《井下低压磁力起动器智能综合保护装置的研究》文中提出在煤矿井下低压电网系统中,磁力起动器是保证电动机安全运行重要电气设备。随着煤炭工业的快速发展,矿井生产机械化水平日益提高,对矿井电网的供电连续性、安全性及可靠性要求越来越高,因此对煤矿井下保护电动机的低压磁力起动器综合保护系统的研究具有重要的理论和应用价值。通过分析井下低压供电系统的特点,根据《煤矿安全规程》的规定,提出了低压磁力起动器智能保护系统应该具有的各项保护功能,并理论分析了矿井线路和电气设备常见的故障特征,参照相关标准提出了相应的保护算法和动作指标,该系统具有短路、过载、叁相不平衡、过压、欠压及漏电闭锁等综合保护功能。本文介绍了以高性能单片机Intel80296SA为控制单元的矿用磁力起动器智能保护装置的研制,给出了硬件和软件设计。介绍了适合本保护装置的微机保护算法,改进了反时限特性曲线的单片机实现方法并使用C语言完成软件系统的设计,分析了干扰存在的原因,并从软件和硬件方面采取了相应的抗干扰措施。通过系统的硬件制作,调试与实验,完成了磁力起动器的各种保护要求以及其它辅助功能,充分发挥了微机保护的优点,数据采集计算准确,保护动作可靠,性能稳定,对提高目前井下低压供电系统的安全性有很高的价值。

张迁迁[7]2010年在《新型井下低压防爆开关数字(故障)保护系统的研究》文中研究指明煤矿井下空气潮湿,负荷波动大,工作环境十分恶劣,加之工人的操作不当或者机械性碰撞等因素,会引起电气设备及供电线路的绝缘损坏,造成供电线路出现漏电、短路、过载、缺相、过压、欠压等故障。如果不能及时发现和处理,故障一旦恶化,产生的火花有可能引爆瓦斯、煤尘,就会引发恶性事故。所以研究能够保障井下正常安全生产的新型井下低压防爆开关数字保护系统,可以及时切除发生的电气故障的线路,对保障人身安全,有效减小事故范围,提高供电质量,具有重要的现实意义和经济价值。本文通过分析井下供电系统的特点,针对短路故障、大型设备起动、设备过载以及断相故障发生时各自的特征与区别以及系统发生漏电故障的特性,来判断故障的类型,并以此为依据确定各项保护动作的指标,严格按照《煤炭安全规程》的要求,尽量完善低压防爆开关数字保护系统的各项保护功能。该保护系统是以TI公司的DSP芯片TMS320LF2407A为CPU,普遍采用大规模集成电路的硬件设计,保证该保护系统能够快捷地对采集的数据处理分析,继而判断出供电线路上的故障类型并准确动作,系统的各项参数可根据现场需要进行整定。矿井下存在的电磁干扰不容忽视,针对它们不同特性,制定了相应的软件和硬件防治措施来保证保护系统具有足够的抗干扰能力,确保运行可靠。该保护系统人机对话界面良好,各项数据显示直观,方便工作人员读取,易于操作,能够很好地适应井下工作环境。文中给出了该综合保护装置的部分实验数据,结果表明,该系统运行稳定可靠,保护性能良好,各项指标均符合煤矿井下要求。

丁明珠[8]2015年在《新型智能低压无功补偿装置的应用研究》文中进行了进一步梳理近年来城乡低压电网中感性负荷的使用越来越普遍,低压无功补偿技术也随之得到广泛运用。但当前的无功补偿装置存在体积大、难维护、可靠性差等缺点,因此研制新型智能低压无功补偿装置具有重要意义。论文概述了无功补偿的原理,指出了传统无功补偿装置在实际应用中的缺点,设计了用于380V低压电网的新型智能无功补偿装置。该装置能精确地采集并计算电网参数值,依此计算所需投切的电容器容量,并利用磁保持继电器在电压电流过零点投切电容器,补偿低压电网中的无功损耗,提高用电质量。本文提出的新型智能低压无功补偿装置由一台或多台智能补偿电容综合模块组成,其中一台智能电容模块作为主控电容模块,控制自身或其他智能电容进行投切。论文设计了智能补偿电容综合模块的硬件结构,包括电压电流信号的采样及调理、电压电流信号的过零检测、磁保持继电器的驱动控制、RS485通讯、人机接口、按键扫描等硬件电路的设计;同时设计了智能电容模块的软件流程及其对电网电压电流信号的采集程序,并通过FFT算法进行系统参数的分析及计算,结合Cube Mx及Matlab设计软件架构,在此基础上实现软件流程的程序设计。论文设计了智能电容模块的信号采集处理实验,通过与专用测量芯片的对比验证了本新型智能电容模块信号采集及处理结果的准确性;论文还设计了磁保持继电器过零投切的仿真实验,实现了电容电压过零时投入电容器,电流过零时切除电容器,极大地降低了投切电容器造成的涌流。论文对新型低压无功补偿装置通电测试并模拟电网进行低压无功补偿,装置能够快速检测电网参数并控制电容器投切,有效保持电网功率因数在设定目标范围内,补偿效果良好,电网质量得到改善,达到了预期效果。

李风龙[9]2014年在《前庭功能检测、训练及康复综合装置的研发》文中提出针对耳石症(眩晕症)的自动化治疗以及航天员和飞行员对前庭功能的检测和训练的需求,在前人所设计的环形方案的基础上,提出了一种新型的4自由度机构,该机构可以实现人的头部在空间上的叁维运动,满足运动需求。本文主要研究的内容如下:在机构的结构上设计了叁个转动副和一个移动副,相邻转动副在空间上是垂直且相交的,移动副在机构末端,可实现沿动平台垂直方向的移动,这样的设计可以提高旋转座椅在空间运动的灵活性;将机构中的旋转框架1设计为类椭圆形,降低了装置的空间占用量;为满足不同人使用,将旋转座椅设计为空间大小可调式的。利用Grubler-Kutzbach公式计算了机构的自由度;借助D-H方法建立了机构在初始状态下的运动学正逆解解析模型;利用该模型中的位姿矩阵,构造机构速度雅克比矩阵;运用拉格朗日动力学公式建立了机构的动力学模型;最后,在以上基础上,通过算例分析了动平台位姿,速度以及驱动转矩等的变化规律。利用Matlab和Adams软件对机构进行运动学和动力学计算和仿真,做出相应的运动图像;将Matlab中的函数图像与Adams中的仿真图像进行对比,验证推导公式的正确性。运动学和动力学模型为后期系统控制提供了可靠的运动参数。针对机构的结构特点,建立了有限元分析模型。根据实际工作情况,对模型刚度最差的的位姿进行了静力分析;对模型进行了模态分析,提取了前四阶固有频率及振型图。根据静力学和模态分析的结果对旋转框架进行了多目标多尺寸的优化设计。对优化后的模型再次进行有限元分析,结果表明优化后的结构其静动态特性有了明显的改善。利用西门子S7-300PLC对叁个伺服电机进行控制,并将控制集成在触摸屏操作面板上,实现装置运行的自动化。以上研究内容为进一步开展对此装置的细化研究奠定了理论基础。

梁云峰[10]2015年在《纳林河二号矿井电力监控系统设计与应用》文中研究指明稳定可靠的电力监控系统在煤矿的应用,可以提升煤矿供电管理水平,推进现代化矿井的信息化建设。针对目前国内一些煤矿电力监控系统响应速度慢、稳定性不高、对馈电开关控制功能不完善等问题,设计将纳林河二号矿井电力监控系统纳入矿井工业自动化系统,统一进行软硬件平台的建设,使用1000M工业控制环网作为信息传输介质;通过对矿井供电系统的优化设计,为实现系统简单、控制可靠、维护方便的电力监控系统奠定基础;通过对防爆开关智能型综合保护器的选型,统一了RS-485总线通讯协议的接口,解决了电力监控分站与变电所内高低压隔爆开关、移变、照明综保等设备信息传输问题,实现了对井下高低压配电装置的远程控制功能;通过对国内电力监控分站的研究,设计选型具有6路485RTU接口的电力监控分站,并通过485端口的合理分配,使每路485RTU接口接入不超过10路智能综合保护器,在软件设计中使用控制指令优先传输的技术等,极大提高了电力监控系统的响应速度;目前该矿电力监控系统已投入运行,形成了井下各变配电硐室的远程控制和无人值守。本文所述煤矿电力监控系统在矿井的设计与应用与传统设计应用相比,针对性更强、系统考虑更加全面、性能得到了进一步加强。

参考文献:

[1]. 新型低压智能综合装置的研究与设计[D]. 王建东. 华北电力大学. 2001

[2]. 河北南网配网电能质量综合装置研究与应用[D]. 王卓勇. 华北电力大学. 2014

[3]. 智能型矿用多功能低压电子保护器综合自动化测试系统的研究[D]. 亓玉刚. 青岛科技大学. 2010

[4]. 小型水轮发电机励磁调节单元及测控保护综合装置的研究[D]. 张俊锋. 华中科技大学. 2008

[5]. 风电场升压站监控系统的研究与设计[D]. 陈菁. 南京师范大学. 2013

[6]. 井下低压磁力起动器智能综合保护装置的研究[D]. 贾俐. 河南理工大学. 2011

[7]. 新型井下低压防爆开关数字(故障)保护系统的研究[D]. 张迁迁. 河南理工大学. 2010

[8]. 新型智能低压无功补偿装置的应用研究[D]. 丁明珠. 厦门理工学院. 2015

[9]. 前庭功能检测、训练及康复综合装置的研发[D]. 李风龙. 天津大学. 2014

[10]. 纳林河二号矿井电力监控系统设计与应用[D]. 梁云峰. 西安科技大学. 2015

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