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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1 209

8.3.2同步发电机运行方式2 211

8.3.3同步发电机运行方式3 213

8.3.4同步发电机运行方式4 215

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1 218

8.4.2风力发电机组运行方式2 221

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1 224

8.5.2光伏并网逆变器运行方式2 226

8.5.3光伏并网逆变器运行方式3 228

8.5.4光伏并网逆变器运行方式4 230

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