开题报告-某工厂配电网防雷保护的方案设计.doc

中 北 大 学毕业设计开题报告学 生 姓 名：学 号：学 院：计算机与控制工程学院专 业：电气工程及其自动化设计题目：某工厂配电网防雷保护的方案设计指导教师:2015 年 4月 2 日毕 业 设 计 开 题 报 告1选题依据：1 课题研究的背景和意义 随着经济社会的发展，人们对电能的依赖越来越强，对供电可靠性的要求越来越高。配电网是直接向广大电力用户分配电能的网络，因而配电网的安全和供电可靠性越来越受到重视。雷击是影响电网安全稳定运行的重要因素之一。由于高压输电线路距离长、跨度大、地理分布广，气象条件十分复杂，长期以来，雷击引起输电线路跳闸事件频繁发生，对电网安全运行造成极大的威胁。雷害事故在现代电力系统的跳闸停电事故中占有很大的比重，据统计，因雷击线路造成的跳闸事故占电网总事故的50%-70%以上。特别是伴随着科学技术的发展，电力系统内部过电压的降低及其导致的事故的减少，雷击引起的线路跳闸事故占据日益主要的地位。因此，寻求更有效的线路防雷保护措施，一直是电力工作者关注的课题。2我国6-35kV配电网易发生雷害事故，虽然在城乡电网改造后整体状况有所好转，但在雷电活动频繁的地区，配网中的架空绝缘导线、架空裸导线和配电变压器等设备因遭受雷击而引起跳闸事故的情况并未根本好转，雷害仍严重危害配电网的安全、可靠、稳定运行。所以深入了解雷电对电力系统的危害，并对已有防雷保护措施进行研究和改进以保障电网安全稳定运行显得格外重要。62 本课题的发展历程和现状 2.1雷电防护行业的发展 1752年，富兰克林发明的避雷针是最早的雷电防护产品，揭开了人类对抗雷电的历史。自富兰克林发明避雷针至今，人类对雷电防护技术的研究和探索已经经历了250多年，期间雷电防护技术经历了多次重大变革，从最原始的避雷针发展到避雷器，然后是浪涌保护器（Surge Protective Device），再到现在最前沿的综合一体化雷电防护技术。仔细研究雷电防护技术发展史可以发现，雷电防护技术的发展与人类经济和科技水平的发展是密切相关。3 2.2雷电防护技术国外发展 长期以来，为了减少电力线路的雷击事故，提高供电的可靠性，人们采取了各种综合防雷措施。德国于1941年提出利用避雷线防雷的理论，认为其作用在于降低绝缘上的感应过电压。到30年代初期，避雷线虽已使用多年，对其作用仍无统一认识。架设避雷线，首先是防护感应雷，而英国、瑞典、德国以及瑞士的一些学者，则认为感应雷对高压线路并无危险。苏联1931年提出，对于60KV以上线路只有直击电是危险的，避雷线应着眼于防止直接雷击。到30年代中期，德国研究了雷击输电线路时雷电流在各相邻杆塔的分布，实际上引入了分流系数的概念。到30年代末期已经明确，100KV及以上线路，避雷线是防护直击雷的基本保护装置，应架设的足够高，并具有良好的接地装置。162.3 雷电防护技术国内发展避雷针原理在中国建筑中的应用远远早于西方。我国最早使用避雷装置的年代在南北朝时期，到清朝康熙年间，各种建筑安装和使用避雷针类似装置已经相当普遍。就现代规范化的雷电防护技术而言，在上个世纪80年代以前，我国还没有建筑物雷电防护规范建筑电气设计人员只能凭自己的认识设计避雷针，建国初期大多是按照日本的雷电防护标准，50年代初期，开始引进苏联技术。12直到80年代末我国雷电防护行业才诞生，建筑物防雷设计规范（GBJ57-83）是我国第一部建筑物雷电防护规范，从此我国开始在吸收国外先进技术的基础上结合我国雷电防护设计经验的实际来对建筑物进行雷电防护设计。90年代中期我国雷电防护行业形成行业规模，2002年逐步发展成熟。12 进入21世纪以来，我国的电子信息产业、新能源产业、军工航天、电气化铁路等得到了史无前例的快速发展。这些产业的发展也带动我国的雷电防护行业的快速前进。截止2009年9，我国拥有大大小小的雷电防护企业超过2500家，雷电防护产业规模超过200亿元。从技术发展水平来看，国内雷电防护工程施工技术和综合一体化雷电防护工程技术等。我国的雷电监测技术也位居世界前列。12.4电力工业方面防雷保护的研究 电力行业的产生和发展促进人类雷电防护技术实现了第二次飞跃。19世纪7080年代是电力网发展的初期阶段，由于高压线架设高、距离长、穿越地形复杂，容易被雷击中。19世纪80年代末期，电力网开始大量使用避雷针。由于避雷针的保护范围不足以保护上千公里的输电线，因此产生了作为保护高压线的避雷线这一新型接闪器。在高压线获得保护后，与高压线连接的发、配电设备仍然被过电压损坏，人们发现雷电在高压线上感应产生电涌，并沿导线传播到与之相连的发、变电设备，当这些设备的耐压较低时就会损坏。19世纪末期，人们发明了基于防感应雷、保护线路上设备为目的的防雷器，最原始的防雷器是羊角形间隙（SPD的雏形），这种防雷器可用于架空输电线路，较好地防止了感应雷损坏输变电设备。进入20世纪，雷电防护产品及雷电防护技术得到了进一步进展，人们陆续发明了铝防雷器、氧化膜防雷器、丸式防雷器、管式防雷器和碳化硅防雷器、磁吹避雷器、氧化锌避雷器以及各种SPD等。5 电力工业的快速发展也推动着接地技术的不断进步，系统中性点接地技术和各种不同形式的接地方式在实践中得到了改进与完善。但是传统的金属接地极也面临着寿命短、不稳定、效果差、高阻、超高阻土壤电阻率、成本高等昂贵等众多问题。针对这些问题，先后研发各种新型接地材料，应用了众多监测、选线、测距、自动跟踪消谐等硬、软件装置，取得了良好的实用效果，一定程度上推动了接地技术的快速发展。83 本设计主要研究完成的工作 本设计简要分析架空绝缘导线雷击断线的机理，详细阐述过电压保护器、防弧金具和FLC一型防雷金具等常用防止架空绝缘导线雷击断线装置的结构和工作原理，并对这些装置进行各种电气试验与分析，综合比较各种装置的性能之后，提出了10kV架空绝缘导线防雷击断线的具体措施。还要对10-35kv架空线路、配电变压器、低压架空接户线等进行防雷分析，提出相应的防雷改造措施。并对避雷针和避雷线的防雷效果进行研究分析，提出其相应的适用场合。 参考文献：1郭捷,刘春生.配电变压器雷害事故分析与防雷保护措施探讨J长沙电力学院学报(自然科学版),2005,032马福,汤李佳,彭厉.配电变压器防雷问题分析J电瓷避雷器,2008,053陈维江,孙昭英,李国富,等.110 kV和220 kV架空线路并联间隙防雷保护研究J.电网技术,2006,30(13):70-754刘晖.浅析电力系统的负荷预测J.安微电力,2006,025 孙成宝，李广泽配电网实用技术J北京：中国水利水电出版社，1997.2216李家启雷电防护关键技术研究M2008版气电出版社，2008157关象石国内外雷电灾害事故案例M2000版北京：气象出版社，2000228陈英，李福祥，冀彤彤.现代雷电防护技术J有线电视技术2001，59杨秋静校园网的防雷接地系统设计和实施J重庆电子工程学院学报2009，210谷山强，陈家宏，冯万兴，赵淳，方玉河，李涛中国电网近年来防雷技术发展及应用J高电压技术2013，3911王锡凡现代电力系统分析北京现代出版社2003 12卜剑容电力系统计算机分析.南京.南京工程学院2006813陈波.计算机网络的雷电防护J科技与生活，2012，1414Martin Gagne，Daniel TherriaultLighting strik protection of compositeJProgress in aerospace sciences;2014,6415Stephan Pack，Alexanndre PiantiniLighting research and Lighting protection technologiesJElectric Power Systems Research;2014,11316 Wangwei . Study on the Stability Control of Isolated Network with Single Generator. 2007, 145 (4）17Farkas，T.Dsensitivity annalysis in Lighting protection risk managementJJournal of Electrostatics;2013,71 毕 业 设 计 开 题 报 告设计方案：1 毕业设计课题的任务和要求 本设计简要分析架空绝缘导线雷击断线的机理，详细阐述过电压保护器、防弧金具和FLC一型防雷金具等常用防止架空绝缘导线雷击断线装置的结构和工作原理，并对这些装置进行各种电气试验与分析，综合比较各种装置的性能之后，提出了10kV架空绝缘导线防雷击断线的具体措施。还要对10-35kv架空线路、配电变压器、低压架空接户线等进行防雷分析，提出相应的防雷改造措施。并对避雷针和避雷线的防雷效果进行研究分析，提出其相应的适用场合。2 毕业设计课题的主要工作内容（1）论述国内外配电网防雷电保护研究现状，对配电网防雷电保护理论和技术进行了较为深入探讨。（2）通过分析架空绝缘导线雷击断线的机理，详细阐述过电压保护器、防弧金具和FLC一型防雷金具等常用防止架空绝缘导线雷击断线装置的结构和工作原理，并对这些装置进行各种电气试验与分析，综合比较各种装置的性能之后，提出了10kV架空绝缘导线防雷击断线的具体措施。（3）对10-35kv架空线路、配电变压器、低压架空接户线等进行防雷分析，提出相应的防雷改造措施。并对避雷针和避雷线的防雷效果进行研究分析，提出其相应的适用场合。（4）绘制了相关继电保护图纸； （5）撰写专题论文。3 毕业设计课题工作进度计划： 2月23日 3月10日收集资料、熟悉资料，明确设计任务 3月11日 4月20日方案设计及设计计算、绘制设计图纸 4月21日 6月20日编写设计说明书及计算书、撰写专题论文、准备答辩 6月21日 6月23日论文答辩 毕 业 设 计 开 题 报 告指导教师意见：黄德胜同学针对某工厂配电网防雷电保护这个毕业题目，查阅了大量资料，对其设计内容有比较充分的了解，论述国内