自動重合閘開題報告

　　一個好的開題報告就是一個好的研究方案。 可以說，研究方案水平的高低，是一個課題質量與水平的重要反映。

　　自動重合閘開題報告一

　　一、畢業(yè)設計(論文)課題來源、類型;寶興河寶興水電站位于青衣江干流上游，是寶興河開發(fā);屬梯級最末一級電站;實現(xiàn)了當年簽約、當年施工、當年截流和當年澆筑的可;寶興河寶興水電站是一座河床式電站，裝機容量3×2;15.5米，引用流量450立方米/秒，年利用小時;年11年開工，1995年10月首臺機組投產，19;電站總投資4.35億元，單位千瓦7250元;計發(fā)電26

　　一、 畢業(yè)設計(論文)課題來源、類型

　　寶興河寶興水電站位于青衣江干流上游，是寶興河開發(fā)一期工程之一，

　　屬梯級最末一級電站。由四川華能寶興河電力股份有限公司建設、管理。

　　實現(xiàn)了當年簽約、當年施工、當年截流和當年澆筑的可喜成績。

　　寶興河寶興水電站是一座河床式電站，裝機容量3×2萬kW，設計水頭

　　15.5米，引用流量450立方米/秒，年利用小時數(shù)5233小時。電站于1993

　　年11年開工，1995年10月首臺機組投產，1996年7月全部機組投產發(fā)電。

　　電站總投資4.35億元，單位千瓦7250元。截至2006年12月31日已經累

　　計發(fā)電26億kWH，連續(xù)安全生產3924天。

　　二、選題的目的及意義

　　目的：

　　(1) 鞏固課程的理論知識;

　　(2) 學習和掌握發(fā)電廠(變電所)電氣部分的基本設計方法;

　　(3) 培養(yǎng)獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。

　　意義：

　　我國電力工業(yè)的技術水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在已有許多電廠實現(xiàn)了集中控制和采用計算機監(jiān)控.電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了分級集中調度，所有電力企業(yè)都在努力增產節(jié)約，降低成本，確保安全遠行。隨著我國國民經濟的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進水平的行列。水力發(fā)電廠是生產工藝系統(tǒng)嚴密、土建結構復雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電力工業(yè)的發(fā)展,單機容量的增大、總容量在百萬千瓦以上水電廠的建立促使水電廠建筑結構和設計不斷地改進和發(fā)展。電廠結構的改進、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進、代管理的運用、隊伍素質的提高、使水電廠土建施工技術及施工組織水平也相應地隨之不斷提高。設計本課題，是對已學知識的整理和進一步的理解、認識，學習和掌握發(fā)電廠(變電所)電氣部分設計的基本方法培養(yǎng)獨立分析和解決問題的工作能力及實際工程設計的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對發(fā)電廠(變電所)的設計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應用水平，認真對待。

　　三、 本課題在國內外的研究狀況及發(fā)展趨勢

　　1. 繼電保護方面

　　1.1 繼電保護發(fā)展歷程

　　電力系統(tǒng)繼電保護先后經歷了不同的發(fā)展時期, 機電式繼電保護、晶

　　體管繼電保護、基于集成運算放大器的集成電路保護, 到了20世紀90 年代,

　　繼電保護技術進入了微機保護時代, 微機保護有強大的邏輯處理能力、數(shù)值計算能力和記憶能力, 它不僅具有傳統(tǒng)保護和自動裝置的功能, 而且還能發(fā)展到故障測距、故障錄波等功能。微機保護經過20 多年的發(fā)展, 已經取得巨大的成功并積累了豐富的運行經驗。隨著計算機技術的`飛速發(fā)展以及計算機在繼電保護領域中的普遍應用, 新的控制原理和方法被不斷應用于計算機繼電保護中, 以期取得更好的效果, 從而使微機繼電保護的研究向更高的層次發(fā)展。

　　1.2 繼電保護新技術

　　許多新技術都不斷應用到繼電保護的領域, 例如IT 技術的應用,實現(xiàn)了保護、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化; 應用人工神經網絡, 可以解決復雜的非線性化問題; 應用光電互感器解決電流互感器的飽和問題; 應用可編程控制器( PLC) 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機械觸點繼電器等等。

　　1.2.1 信息網絡技術在繼電保護中的應用

　　當代繼電保護技術的發(fā)展, 正在從傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字式探索著進入信息技術領域。在變電站綜合自動化方面, 保護的配置比較靈活。如果變電站綜合自動化采用傳統(tǒng)模式, 也就是遠方終端裝置(RTU) 加上當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng), 保護裝置的信息可以通過遙信輸入回路進入RTU,也可以通過串行口與RTU 按照約定的通信規(guī)約進行信息傳遞。如果變電站綜合自動化采用全分散式, 也就是按一次主設備為安裝單位,將保護、控制等單元分散, 就地安裝在主設備旁。具體實施又分為兩種模式: 保護相對獨立, 控制和測量合一, 如SIEMENS 的LSA678 系統(tǒng);保護、控制和測量合一, 如CSC- 2000。

　　1.2.2 可編程控制器在繼電保護中的應用

　　可編程控制器( PLC) 可以視為具有特殊體系結構的工業(yè)計算機,更適應于控制要求的編程語言。在由繼電器組成的控制系統(tǒng)里, 要把各個分立元件用導線連接起來, 這對于實現(xiàn)復雜的邏輯關系以及需要定期改變操作任務來說顯然是不適宜的。而使用PLC 就可以解決上述問題, 通過軟件編程的方式來代替實際的各個分立元件之間的接線。為了減少占地面積, 還可以用PLC 內部已定義的各種輔助繼電器來取代傳統(tǒng)的機械觸點繼電器。

　　1.2.3 智能化

　　進入20 世紀90 年代以來, 人工智能技術如神經網絡、遺傳算法、進化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領域都得到了應用, 電力系統(tǒng)保護領域內的一些研究工作也轉向人工智能的研究。人工神經網絡(ANN) 具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學習等特點, 其應用研究發(fā)展十分迅速, 目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優(yōu)化等問題。近年來, 電力系統(tǒng)繼電保護領域內出現(xiàn)了用人工神經網絡(ANN) 來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護、主設備保護等。

　　1.2.4 自適應控制技術在繼電保護中的應用

　　自適應繼電保護的概念可定義為能根據(jù)電力系統(tǒng)運行方式和故障狀態(tài)的變化而實時改變保護性能、特性或定值的新型繼電保護。自適應繼電保護的基本思想是使保護能盡可能地適應電力系統(tǒng)的各種變化, 進一步改善保護的性能。自適應繼電保護具有改善系統(tǒng)的響應、增強可靠性和提高經濟效益等優(yōu)點, 在輸電線路的距離保護、變壓保護、發(fā)電機保護、自動重合閘等領域內有著廣泛的應用前景。

　　1.2.5 新型互感器的應用

　　引起繼電保護應用的另一個根本性的革命可能是光電流互感器

　　(OTA) 、光電壓互感器(OTV) 以及基于該種互感器的保護在電力系統(tǒng)中的應用。國外已制造出OTA, OTV, 并在現(xiàn)場運行。其與傳統(tǒng)的TA,TV 相比有其明顯的優(yōu)點: 實現(xiàn)了高壓和弱電的完全絕緣隔離, 用光纖傳遞測量量無電磁干擾影響, 無CT 飽和問題, 頻率響應寬。這些特點將使各種保護的技術性能得以改善并徹底改變保護的應用條件和應用方式。

　　1.2.6 微機保護設計新思想微機保護新算法是微機保護不斷發(fā)展的重要原因, 模糊控制原理、自適應原理、綜合優(yōu)化原理已在微機保護中獲得了良好的應用效。果。華北電力大學四方研究所提出了網絡化通用硬件平臺和層次結構軟件平臺的設計思想, 并對網絡應用的關鍵問題進行了深入研究和大量試驗, 證實了網絡應用的高可靠性, 還對變電站自動化中微機保護網絡通信功能、智能化狀態(tài)檢測新特點以及全自動化測試提出了新想法和實現(xiàn)方式。

　　自動重合閘開題報告二

　　一、選題背景與意義

　　目前，我國110kV輸電網擔負城市供電的艱巨任務，是我國輸電網中的主干網。隨著經濟社會的高速發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設的迅速崛起，對其供電可靠性、經濟性、靈活性和自動化水平的要求也在不斷提高。但是，傳統(tǒng)的110kV電網多為單側電源網，其可靠性必然就要受到多方面的限制。隨著電網建設與運維模式改革的不斷推進與深化，近年來,小電源并網現(xiàn)象在各地市公司普遍存在,小水電、小熱電、太陽能、秸稈電廠等具體形式不盡相同。由于110kV電網一般配置有距離與零序電流保護，分布電源的存在，以及實際生活中系統(tǒng)運行狀態(tài)的不斷變化，會導致保護范圍變化甚至保護失效。這就給給保護整定帶來很大難度。

　　針對110kV電網一般配置有距離與零序電流保護所存在的問題，本次設計通過對典型110kV配電網進行合理建模，研究系統(tǒng)中性點接地方式、系統(tǒng)最大最小運行狀態(tài)以及分支系數(shù)對保護整定產生的影響，從而解決由系統(tǒng)變化導致的保護范圍變化的問題。將對電網的安全穩(wěn)定運行產生積極的意義。

　　二、課題關鍵問題及難點

　　本設計在分析繼電保護原理的基礎上，研究數(shù)字距離保護和零序電流保護，并針對線路實際運行時可能出現(xiàn)的各種故障，計算相應的監(jiān)測量在故障時的參數(shù)，為保護方法提供相應的理論依據(jù)，提出合理的保護方案。

　　(1)等值阻抗計算與網絡簡化問題

　　合理的參數(shù)選擇與網絡化簡，在保證精確性的.前提下能大大減少整定計算中的工作量。

　　(2)短路電流計算問題

　　針對典型故障點以及故障類型計算相應的故障電流，以此作為保護整定值的參考。

　　(3)保護整定配合問題

　　相間短路故障不會產生零序電流，而單相接地故障在接地點有零序電流產生。零序電流保護靈敏

　　度較高，裝置簡單可靠，因此對于單相接地故障采用零序保護，相間短路故障采用距離保護。

　　(4)PSCAD仿真驗證問題

　　模擬實際可能出現(xiàn)的各種故障，對保護進行校驗，以此驗證繼電保護是否可靠，是否高效。

　　難點：

　　本課題的難點有三個，一是分支系數(shù)的求取。其包括助增分支和外汲分支的計算。二是系統(tǒng)運行方式的確定。無論系統(tǒng)如何工作，繼電保護都必須可靠動作。這就需要在整定過程中考慮系統(tǒng)的最大最小運行方式，進而確定相應的參數(shù)。三是PSCAD仿真驗證問題。參數(shù)的設定，故障類型以及故障點的選取等都會直接影響方針的效果。

　　三、文獻綜述

　　要保證電力系統(tǒng)有良好的供電質量，就要求電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運行。在實際運行過程中，會因為某些自然條件或人為因素，造成設備故障或不正常運行狀態(tài)。對這些故障或不正常的運行狀態(tài)，若不采取有效措施及時處理，會造成事故和損失。繼電保護是維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行的重要防線。它是能反應電氣設備的故障或不正常運行狀態(tài)，相應地動作于跳閘以切除故障或發(fā)出信號告警的一種自動裝置。繼電保護定值則是繼電保護裝置的直接依據(jù)，一個能正常運行的電力系統(tǒng)必須配備繼電保護并整定繼電保護定值。

　　目前我國110kV等級的輸電線路主保護通常由距離保護、零序電流保護配合構成。文獻

　　[1-3]中指出，在結構復雜、運行方式變化大的系統(tǒng)中，距離保護是性能較為完善的保護元件之一，因其受運行方式變化影響小，保護范圍固定，具有明確的方向性，整定計算相對簡易。但其不可避免的受到以下問題的困擾：1)110kV線路運行方式變化較大，負荷變化頻繁，劇烈。而現(xiàn)有的微機距離保護Ⅲ段定值必須躲開最小負荷阻抗整定，因此常不能滿足靈敏度的要求;2)保護區(qū)域外的高阻抗接地有可能引起保護誤動作;3)對于短線路或者系統(tǒng)阻抗較大的線路時，常常會因為超越而誤動。

　　針對以上問題，近年來國內外的專家學者們對距離保護的自適應問題進行了深入研究。對于第一個問題，文獻[5]提出，距離Ⅲ段的定值由最小負荷阻抗決定，如果此時保護定值不能滿足靈敏度的要求，就可以考慮按躲開實際負荷阻抗，實時地整定距離保護Ⅲ段的定值，而不是按照最小負荷阻抗整定，這樣就能增大保護范圍，提高保護的靈敏度。同時文獻[5]中還提到，針對第二個問題，引入故障時的零序電流對阻抗繼電器的動作特性進行修正，消除接地阻抗的影響。

　　隨著電網的不斷建設，高壓輸電短線路不斷增多，當輸電線路較短或者系統(tǒng)阻抗較大時，影響距離保護測量的各個因素的絕對誤差對阻抗測量的影響會大于相對誤差的影響。對于這個問題，各大電網采取的措施各不相同，但總的來說主要有以下兩種解決方案：1)仍按照常規(guī)距離保護的整定原則，將距離保護I段的可靠系數(shù)整定為0.8-0.85，通過較大的延時來避免保護的超越;2)利用現(xiàn)場經驗值直接將距離保護Ⅰ段的可靠系數(shù)整定為較小的數(shù)值，雖然能避免保護誤動，但是這種方法降低了距離保護的動作靈敏度。文獻[6]對此問題做出了創(chuàng)新性的研究，在充分研究電壓互感器誤差、非周期分量、電壓電流變換器誤差等因素的影響之后，提出在發(fā)生故障后利用在線求得的系統(tǒng)阻抗實時調整保護Ⅰ段的可靠系數(shù)，實現(xiàn)可靠系數(shù)整定的自適應性，從而可靠保證保護的選擇性，避免距離保護因超越而誤動作。

　　我國110kV及以上的電力系統(tǒng)均為大電流接地系統(tǒng)，單相短路將產生很大的故障相電流。

　　和零序電流，多采用零序電流保護裝置作為接地短路保護。文獻[1]和文獻[4]中提到，零序電流保護在接地保護方面具有較大優(yōu)勢：1)在正常負荷狀態(tài)下，零序電流沒有或很小;當接地短路時，就一定有零序電流產生。據(jù)統(tǒng)計，接地短路故障約占總故障次數(shù)的93%;2)零序電流保護裝置簡單，動作電流小，經濟可靠，靈敏度高，正確動作率高。但是在實際運行中，零序電流保護也面臨諸多問題：1)零序電流的分布間接地受大接地系統(tǒng)的運行方式的影響，直接地受中性點接地數(shù)目的影響;2)單相重合閘過程中可能出現(xiàn)較大的零序電流，影響零序電流保護的正確工作。3)自耦變壓器廣泛應用于超高壓和特高壓電網中，任一電網中的接地短路都將在另一網絡中產生零序電流，將使零序保護的整定配合復雜化。

　　針對以上問題，傳統(tǒng)的人工計算已經遠遠不能滿足要求。隨著計算機網絡的飛速發(fā)展，以及設備的自動化水平的不斷提高，文獻[4]提出了基于計算機網絡的零序電流保護計算機整定計算程序。利用計算機快速建立系統(tǒng)系統(tǒng)正常運行時的電路模型并實時監(jiān)控，計算當前各個保護安裝處零序電流保護的整定值。一旦系統(tǒng)運行方式發(fā)生改變，計算機就能立刻根據(jù)新的模型，計算相應的整定值;當系統(tǒng)中某條線路的自動重合閘動作時，通過計算機控制相應受影響的保護閉鎖來防止誤動。

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