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Simulink下的电源切换模型

电源快切装置工作的模式时,满足了电源切换装置动作的条件,先断开工作电源的断路器,然后判断备用电源断路器合闸条件,合上备用电源断路器。根据此模式的描述,感应电机的运行状态:电机正常运行(感应电机稳定运行)->电压突变(电源事故)->失电(工作电源断路器断开)->重启动(备用电源断路器合上)。

 

工作电源断电到备用电源投入,转子角速度会下降,而正好下降到临界角速度的时间就是临界切换时间,可见临P切换时间是保证电机成功自启动的最大断电时间。

 

目前有分析当电源故障时,断路器不能迅速切除,有一段时间作用在感应电机上,因此研究了故障极限切除时间对感应电机的影响。本次研究假设电源异常后,会迅速地断开故障电源的断路器,因此在此种逻辑下,故障极限切除时间暂时不需要考虑。因此在计算临界切换时间时,认为感应电机的运动过程:正常运行->失电(时间t)->重启动。

 

将从电源电压跌落开始时刻到感应电动机下降到临界角速度时刻的这一段时间定义为该电源切换的临界切换时间,则工作电源发生故障到备用电源合上的时间,一定要小于,才能保证电机的成功重启动。

 

如果能够提前获得临界切换时间,则电源快速切换装置就能够提前采取相应的保护措施智能地保护电动机,而不是在通过比较当时的角速度和临界角速度的差别,来判断感应电动机是否能够重启动成功,那样也没有预测保护的作用。

 

临界切换时间,就是工作电源发生故障到备用电源成功切换的时间,在两个时间点对应的转子的角速度就是初始角速度和临界角速度。为了保证备用电源切换时,感应电机能够成功地自启动,就要备用电源投入那一刻的感应电机的角速度大于临界角速度。由临界切换时间的解析式,可计算出不同负荷下的临界切换时间,为研究东莞电机在断电后重启动的稳定运行带来了极大的方便。

 

电源切换装置主要应用在系统接线方式是单母和单母分段下,在搭建仿真模型时,统一采用单用方式,因为这两种方式在仿真中实质是一样,无需区别。而且为了分析母线负荷对切换的影响,考虑到石化企业负载80%以上都是感应电机,本次工作母线下挂了一台等效感应电机,使仿真的电机电压电流参数便于分析。

 

采用的大型工业电机的参数,为了加快感应电机的启动的速度,启动时采用了转子串联电阻。正常情况下主电源供电,主断路器闭合,备用断路器断开,当主电源出现故障,需要将主断路器断开,备用断路器闭合。电压等级下有较多的生产工艺较为重要的感应电机负载。下面仿真就以6KV电压为例,感应电机的参数采用IEEE给出的典型大型工业马达的参数。