自动重合闸开题报告.doc

自动重合闸开题报告 一个好的开题报告就是一个好的研究方案。可以说，研究方案水平的高低，是一个课题质量与水平的重要反映。 一、毕业设计(论文)课题来源、类型;宝兴河宝兴水电站位于青衣江干流上游，是宝兴河开发;属梯级最末一级电站;实现了当年签约、当年施工、当年截流和当年浇筑的可;宝兴河宝兴水电站是一座河床式电站，装机容量32;15.5米，引用流量450立方米/秒，年利用小时;年11年开工，1995年10月首台机组投产，19;电站总投资4.35亿元，单位千瓦7250元;计发电26 一、毕业设计(论文)课题来源、类型 宝兴河宝兴水电站位于青衣江干流上游，是宝兴河开发一期工程之一， 属梯级最末一级电站。由四川华能宝兴河电力股份有限公司建设、管理。 实现了当年签约、当年施工、当年截流和当年浇筑的可喜成绩。 宝兴河宝兴水电站是一座河床式电站，装机容量32万kW，设计水头 15.5米，引用流量450立方米/秒，年利用小时数5233小时。电站于1993 年11年开工，1995年10月首台机组投产，1996年7月全部机组投产发电。 电站总投资4.35亿元，单位千瓦7250元。截至20XX年12月31日已经累 计发电26亿kWH，连续安全生产3924天。 二、选题的目的及意义 目的： (1)巩固课程的理论知识; (2)学习和掌握发电厂(变电所)电气部分的基本设计方法; (3)培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。 意义： 我国电力工业的技术水平和管理水平正在逐步提高，现在已有许多电厂实现了集中控制和采用计算机监控.电力系统也实现了分级集中调度，所有电力企业都在努力增产节约，降低成本，确保安全远行。随着我国国民经济的发展，电力工业将逐步跨入世界先进水平的行列。水力发电厂是生产工艺系统严密、土建结构复杂、施工难度较大的工业建筑。电力工业的发展,单机容量的增大、总容量在百万千瓦以上水电厂的建立促使水电厂建筑结构和设计不断地改进和发展。电厂结构的改进、新型建材的采用、施工装备的更新、施工方法的改进、代管理的运用、队伍素质的提高、使水电厂土建施工技术及施工组织水平也相应地随之不断提高。设计本课题，是对已学知识的整理和进一步的理解、认识，学习和掌握发电厂(变电所)电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。电力工业的迅速发展，对发电厂(变电所)的设计提出了更高的要求，更需要我们提高知识理解应用水平，认真对待。 三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 1.继电保护方面 1.1继电保护发展历程 电力系统继电保护先后经历了不同的发展时期,机电式继电保护、晶 体管继电保护、基于集成运算放大器的集成电路保护,到了20世纪90年代, 继电保护技术进入了微机保护时代,微机保护有强大的逻辑处理能力、数值计算能力和记忆能力,它不仅具有传统保护和自动装置的功能,而且还能发展到故障测距、故障录波等功能。微机保护经过20多年的发展,已经取得巨大的成功并积累了丰富的运行经验。随着计算机技术的飞速发展以及计算机在继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法被不断应用于计算机继电保护中,以期取得更好的效果,从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展。 1.2继电保护新技术 许多新技术都不断应用到继电保护的领域,例如IT技术的应用,实现了保护、控制、测量、数据通信一体化;应用人工神经网络,可以解决复杂的非线性化问题;应用光电互感器解决电流互感器的饱和问题;应用可编程控制器(PLC)代替传统的机械触点继电器等等。 1.2.1信息网络技术在继电保护中的应用 当代继电保护技术的发展,正在从传统的模拟式、数字式探索着进入信息技术领域。在变电站综合自动化方面,保护的配置比较灵活。如果变电站综合自动化采用传统模式,也就是远方终端装置(RTU)加上当地监控系统,保护装置的信息可以通过遥信输入回路进入RTU,也可以通过串行口与RTU按照约定的通信规约进行信息传递。如果变电站综合自动化采用全分散式,也就是按一次主设备为安装单位,将保护、控制等单元分散,就地安装在主设备旁。具体实施又分为两种模式:保护相对独立,控制和测量合一,如SIEMENS的LSA678系统;保护、控制和测量合一,如CSC-2000。 1.2.2可编程控制器在继电保护中的应用 可编程控制器(PLC)可以视为具有特殊体系结构的工业计算机,更适应于控制要求的编程语言。在由继电器组成的控制系统里,要把各个分立元件用导线连接起来,这对于实现复杂的逻辑关系以及需要定期改变操作任务来说显然是不适宜的。而使用PLC就可以解决上述问题,通过软件编程的方式来代替实际的各个分立元件之间的接线。为了减少占地面积,还可以用PLC内部已定义的各种辅助继电器来取代传统的机械触点继电器。 1.2.3智能化 进入20世纪90年代以来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,电力系统保护领域内的一些研究工作也转向人工智能的研究。人工神经网络(ANN)具有分布式存储信息、并行处理、自组织、自学习等特点,其应用研究发展十分迅速,目前主要集中在人工智能、信息处理、自动控制和非线性优化等问题。近年来,电力系统继电保护领域内出现了用人工神经网络(ANN)来实现故障类型的判别、故障距离的测定、方向保护、主设备保护等。 1.2.4自适应控制技术在继电保护中的应用 自适应继电保护的概念可定义为能根据电力系统运行方式和故障状态的变化而实时改变保护性能、特性或定值的新型继电保护。自适应继电保护的基本思想是使保护能尽可能地适应电力系统的各种变化,进一步改善保护的性能。自适应继电保护具有改善系统的响应、增强可靠性和提高经济效益等优点,在输电线路的距离保护、变压保护、发电机保护、自动重合闸等领域内有着广泛的应用前景。 1.2.5新型互感器的应用 引起继电保护应用的另一个根本性的革命可能是光电流互感器 (OTA)、光电压互感器(OTV)以及基于该种互感器的保护在电力系统中的应用。国外已制造出OTA,OTV,并在现场运行。其与传统的TA,TV相比有其明显的优点:实现了高压和弱电的完全绝缘隔离,用光纤传递测量量无电磁干扰影响,无CT饱和问题,频率响应宽。这些特点将使各种保护的技术性能得以改善并彻底改变保护的应用条件和应用方式。 1.2.6微机保护设计新思想微机保护新算法是微机保护不断发展的重要原因,模糊控制原理、自适应原理、综合优化原理已在微机保护中获得了良好的应用效。果。华北电力大学四方研究所提出了网络化通用硬件平台和层次结构软件平台的设计思想,并对网络应用的关键问题进行了深入研究和大量试验,证实了网络应用的高可靠性,还对变电站自动化中微机保护网络通信功能、智能化状态检测新特点以及全自动化测试提出了新想法和实现方式。 一、选题背景与意义 目前，我国110kV输电网担负城市供电的艰巨任务，是我国输电网中的主干网。随着经济社会的高速发展和现代工业建设的迅速崛起，对其供电可靠性、经济性、灵活性和自动化水平的要求也在不断提高。但是，传统的110kV电网多为单侧电源网，其可靠性必然就要受到多方面的限制。随着电网建设与运维模式改革的不断推进与深化，近年来,小电源并网现象在各地市公司普遍存在,小水电、小热电、太阳能、秸秆电厂等具体形式不尽相同。由于110kV电网一般配置有距离与零序电流保护，分布电源的存在，以及实际生活中系统运行状态的不断变化，会导致保护范围变化甚至保护失效。这就给给保护整定带来很大难度。 针对110kV电网一般配置有距离与零序电流保护所存在的问题，本次设计通过对典型110kV配电网进行合理建模，研究系统中性点接地方式、系统最大最小运行状态以及分支系数对保护整定产生的影响，从而解决由系统变化导致的保护范围变化的问题。将对电网的安全稳定运行产生积极的意义。 二、课题关键问题及难点 本设计在分析继电保护原理的基础上，研究数字距离保护和零序电流保护，并针对线路实际运行时可能出现的各种故障，计算相应的监测量在故障时的参数，为保护方法提供相应的理论依据，提出合理的保护方案。 (1)等值阻抗计算与网络简化问题 合理的参数选择与网络化简，在保证精确性的前提下能大大减少整定计算中的工作量。 (2)短路电流计算问题 针对典型故障点以及故障类型计算相应的故障电流，以此作为保护整定值的参考。 (3)保护整定配合问题 相间短路故障不会产生零序电流，而单相接地故障在接地点有零序电流产生。零序电流保护灵敏 度较高，装置简单可靠，因此对于单相接地故障采用零序保护，相间短路故障采用距离保护。 (4)PSCAD仿真验证问题 模拟实际可能出现的各种故障，对保护进行校验，以此验证继电保护是否可靠，是否高效。 难点： 本课题的难点有三个，一是分支系数的求取。其包括助增分支和外汲分支的计算。二是系统运行方式的确定。无论系统如何工作，继电保护都必须可靠动作。这就需要在整定过程中考虑系统的最大最小运行方式，进而确定相应的参数。三是PSCAD仿真验证问题。参数的设定，故障类型以及故障点的选取等都会直接影响方针的效果。 三、文献综述 要保证电力系统有良好的供电质量，就要求电力系统能够安全稳定地运行。在实际运行过程中，会因为某些自然条件或人为因素，造成设备故障或不正常运行状态。对这些故障或不正常的运行状态，若不采取有效措施及时处理，会造成事故和损失。继电保护是维持电力系统安全稳定运行的重要防线。它是能反应电气设备的故障或不正常运行状态，相应地动作于跳闸以切除故障或发出信号告警的一种自动装置。继电保护定值则是继电保护装置的直接依据，一个能正常运行的电力系统必须配备继电保护并整定继电保护定值。 目前我国110kV等级的输电线路主保护通常由距离保护、零序电流保护配合构成。文献 1-3中指出，在结构复杂、运行方式变化大的系统中，距离保护是性能较为完善的保护元件之一，因其受运行方式变化影响小，保护范围固定，具有明确的方向性，整定计算相对简易。但其不可避免的受到以下问题的困扰：1)110kV线路运行方式变化较大，负荷变化频繁，剧烈。而现有的微机距离保护段定值必须躲开最小负荷阻抗整定，因此常不能满足灵敏度的要求;2)保护区域外的高阻抗接地有可能引起保护误动作;3)对于短线路或者系统阻抗较大的线路时，常常会因为超越而误动。 针对以上问题，近年来国内外的专家学者们对距离保护的自适应问题进行了深入研究。对于第一个问题，文献5提出，距离段的定值由最小负荷阻抗决定，如果此时保护定值不能满足灵敏度的要求，就可以考虑按躲开实际负荷阻抗，实时地整定距离保护段的定值，而不是按照最小负荷阻抗整定，这样就能增大保护范围，提高保护的灵敏度。同时文献5中还提到，针对第二个问题，引入故障时的零序电流对阻抗继电器的动作特性进行修正，消除接地阻抗的影响。 随着电网的不断建设，高压输电短线路不断增多，当输电线路较短或者系统阻抗较大时，影响距离保护测量的各个因素的绝对误差对阻抗测量的影响会大于相对误差的影响。对于这个问题，各大电网采取的措施各不相同，但总的来说主要有以下两种解决方案：1)仍按照常规距离保护的整定原则，将距离保护I段的可靠系数整定为0.8-0.85，通过较大的延时來避免保护的超越;2)利用现场经验值直接将距离保护段的可靠系数整定为较小的数值，虽然能避免保护误动，但是这种方法降低了距离保护的动作灵敏度。文献6对此问题做出了创新性的研究，在充分研究电压互感器误差、非周期分量、电压电流变换器误差等因素的影响之后，提出在发生故障后利用在线求得的系统阻抗实时调整保护段的可靠系数，实现可靠系数整定的自适应性，从而可靠保证保护的选择性，避免距离保护因超越而误动作。 我国110kV及以上的电力系统均为大电流接地系统，单相短路将产生很大的故障相电流。 和零序电流，多采用零序电流保护装置作为接地短路保护。文献1和文献4中提到，零序电流保护在接地保护方面具有较大优势：1)在正常负荷状态下，零序电流没有或很小;当接地短路时，就一定有零序电流产生。据统计，接地短路故障约占总故障次数的93%;2)零序电流保护装置简单，动作电流小，经济可靠，灵敏度高，正确动作率高。但是在实际运行中，零序电流保护也面临诸多问题：1)零序电流的分布间接地受大接地系统的运行方式的影响，直接地受中性点接地数目的影响;2)单相重合闸过程中可能出现较大的零序电流，影响零序电流保护的正确工作。3)自耦变压