变频调速系统中电动机保护问题的研究

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1、毕业论文题目变频调速系统中电动机保护问题的研究作   者：专   业：班   级：学号：指导老师：2013年4月20日目录第１章绪论１．１厂用电机变频改造的意义１．２国内外厂用异步电机变频调速概况１．２．１国外厂用异步电机变频调速情况１．２．２国内厂用异步电机变频调速情况１．３高压变频调速系统继电保护研究现状１．４小结第２章变频调速系统中的电动机保护分析２．１变频器原理２．２主流变频器的性能比较２．３高压变频调速方案的分析与比较２．４变频器的保护功能２．５变频系统中的电动机保护分析２．５．１变频系统中接线方式的比较与选择２．５．２变频系统的工、变频切换方式选择２．５．３工频

2、方式下电动机的保护配置方案２．５．４变频方式下电动机保护面临的问题２．５．５变频方式下电机差动保护的装设范围分析２．５．６变频方式下电动机的保护配置方案２．６本章小结第３章电动机工频运行时保护问题研究３．１差动保护存在问题的分析及解决方案的研究３．１．１不平衡电流导致纵差保护误动的解决措施３．１．２ＣＴ饱和识别方案研究３．２采样坏数据的判别及处理方法３．３本章小结第４章电动机变频运行时保护及整定研究４．１长启动保护４．２电流速断保护４．３采样值差动保护及相关原理研究４．３．１相量差动保护所遇到问题的分析４．３．２采样值差动保护原理４．３．３Ｒ、Ｓ及Ｒ．Ｓ的选取原则４．３．４

3、采样值差动保护动作模糊区的讨论４．３．５采样值差动保护抗ＣＴ饱和原理４．３．６采样值差动保护实现方案４．４低电压保护４．５过电流保护４．６接地保护４．７变频调速后电动机温度的变化及原因分析４．８本章小结第５章电动机差动保护装置开发５．１装置硬件设计５．１．１装置硬件的总体设计５．１．２保护装置的ＣＰＵ架构５．１．３保护装置的结构设计５．２装置软件设计５．２．１装置软件传统开发的不足及图形化平台的提出５．２．２图形化保护平台基本功能的实现５．２．３保护元件的划分与数据传递５．２．４微机保护中图形化编程的实现５．２．5组态逻辑结果的生成和编译５．２．６代码的烧录与加载５．３本章

4、小结第６章结论与展望参考文献致谢变频调速系统中电动机保护问题的研究  摘要为了降低厂用电率，同时为了改善电机的运行环境，目前越来越多的电厂在进行高压电动机采用变频器调速的技术改造。改造对电动机的传统保护方式产生怎样的影响，传统保护方式能否在改造后正确动作，倘若不能正确动作义该如何重新整定以适应变频运行环境，这些问题自然地得到了继电保护工作者的重视和研究。针对上述存在的问题，本文对厂用电机变频改造后的继电保护进行了研究，提出了有效的理论方法。主要工作如下：简要介绍了国内外电厂中电动机应用变频器实现变频调速的情况；对目前国内采用的高压电动机变频调速方案和不同的一次接线设计的优缺

5、点进行了分析；给出了电动机工频方式下的保护配置，通过对电动机变频运行时面临问题的分析，给出了电动机变频运行方式下的保护配置；针对工频运行方式下的电动机差动保护误动和ＣＴ饱和问题，分别分析了问题的原因，并提出解决方案。以电动机变频运行时的保护及整定为重点，从改造带给电动机常规保护的影响着手，详细分析了改造后电动机的长启动保护、电流速断保护、低电压保护、接地保护、过电流保护的整定方法；针对变频运行时相量差动不能使用的问题，提出了应用采样值差动保护作为需配置著动保护的电动机主保护的解决措施，深入分析了采样值差动保护的原理、Ｒ及Ｓ选择方法、动作模糊区等问题，最后给出了采样值差动的保

6、护方案。文章最后简略介绍了电动机差动保护装置的硬件配置，论述了基于图形化开发平台的电动机保护软件开发思想，分析描述了图形化平台的功能与特点，并基于该平台完成了差动保护动作逻辑图的组态，实现了基于该平台的电动机差动保护软件的开发。关键词：变频；异步电动机：微机保护；变频调速系统中电动机保护问题的研究第１章绪论１．１厂用电机变频改造的意义目前，厂用电机系统存在的主要问题是：电动机及被拖动设备效率低，电动机、风机、泵等设备陈旧落后，效率比国外先进水平低２－５个百分点；系统匹配不合理，“大马拉小车”现象严重，设备长期低负荷运行；系统调节方式落后，大部分风机、泵类采用机械节流方式调节

7、，效率比调速方式约低３０％。这是因为，由于电网负荷结构的变化，近年来电网的负荷峰谷差越来越大，部分时段发电机负荷降低，很多大型火电机组也要参与调峰和深调峰运行。频繁的调峰任务使高压电机的启停次数增加，在启动过程中因受冲击而造成过热、绝缘损坏以至烧坏电机的情况逐年增加，严重影响电动机的机械寿命；另一方面，采用调整挡板、阀门的开度或空放回流的办法进行输出量的调节，导致辅机和驱动电动机长期运行在低效率工作区，造成大量节流损失，能源浪费严重。电厂在生产电能的同时，本身也是耗电大户。设备效率低，厂用电率居高不下是长期以来困扰