1. 研究目的与意义
电力是当今世界使用最为广泛、地位最为重要的能源。随着电力系统的高速发展和计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术面临着进一步发展的趋势。国内外继电保护技术发展的趋势为:计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化,这对继电保护工提出了艰巨的任务,也开辟了继保发展的广阔天地。
电力系统的运行要求安全可靠、电能质量高、经济性好,便于扩建。但是电力系统的组成元件数量多,结构各异,运行情况复杂覆盖地域辽阔。因此,受自然条件、设备及人为因素的影响,可能出现各种故障和不正常运行状态。故障中最常见、危害最大的是各种形式的短路。为此,需要安装各种形式的保护装置,用分层控制方式实施安全监控系统,对包括正常运行在内的各种运行状态实施监控,以确保电力系统安全正常且更好的运行。
2. 课题关键问题和重难点
为了供电的可靠性和系统正常运行,针对电力变压器的故障类型及不正常运行状态,根据已知的变压器容量的大小、电压的高低和重要程度,对变压器装设相应的性能良好、动作可靠的继电保护装置。
整定计算的反馈结果仍然存在一定的局限性,因为继电保护整定计算本身的技术原理就比较纷繁复杂,具有很多专业知识的交叉,而且线路的故障也存在着各种各样的原因,导致计算结果的取值可能不太准确。
3. 国内外研究现状(文献综述)
电力系统由发电、变电、输电、配电和用电等环节组成的电能生产与消费系统。它的功能是将自然界的一次能源通过发电动力装置(主要包括锅炉、汽轮机、发电机及电厂辅助生产系统等)转化成电能,再经输、变电系统及配电系统将电能供应到各负荷中心,通过各种设备再转换成动力、热、光等不同形式的能量,为地区经济和人民生活效劳。 [1.] 电源点与负荷中心多数处于不同地区,也无法大量储存,故其生产、输送、分配和消费都在同一时间内完成,并在同一地域内有机地组成一个整体,电能生产必须时刻保持与消费平衡。因此,电能的集中开发与分散使用,以及电能的连续供应与负荷的随机变化,就制约了电力系统的构造和运行。据此,电力系统要实现其功能,就需在各个环节和不同层次设置相应的信息与控制系统,以便对电能的生产和输运过程进展测量调节、控制、保护、通信和调度,确保用户平安、经济、优质的电能。 [2.] 电能是当今社会应用最广泛的二次能源。国民经济的建立与开展,人民物质文化生活的保障与提高,都离不开电能。电能供应的中断或减少将影响国民经济的各个部门。“科技要开展,电力要先行”,因此,做好电力工程建立的前期工作,落实发、送、变电本体工程的建立条件,协调其建立进度,优化其杓品桨福畲笙薅鹊亟谠脊一ㄍ蹲剩庖逵任卮蟆6缌ο低彻婊杓普堑缌こ糖捌诠ぷ鞯闹匾槌刹糠郑枪赜诘ハ畋咎骞こ躺杓频淖芴骞婊窍晗附⒐こ痰姆秸牒驮敲矗且幌罹哂姓铰砸庖宓墓ぷ鳌#65533;[3.] 电力电量平衡是电力电量与需求之间的平衡。主要分析研究以下几个问题:①.确定电力系统需要的发电设备容量。②.确定电力系统需要的备用容量。③确定电力系统需要的调峰容量,使之能满足设计年不同季节的系统调峰需要。其中备用容量的考虑:①负荷及国民经济备用:一般取最大负荷的2%~5%,低值适用于大系统,高值适用于小系统。②事故备用:取最大负荷的10%与最大一台单机容量的最大值。③检修备用:火电厂夏季检修,一年一次,每台机组检修时间为一个月,水电厂冬季检修,两年一次。[4.] 线路保护的配置:阶段式电流保护、间隔保护、零序电流保护、纵联保护,自动重合闸(ARD)。发电机保护的配置:纵差保护、横差保护、定子单相接地保护、发电机外部非相间短路保护、定子过负荷保护、定子绕组过电压保护、励磁回路一点接地和两点接地保护、失磁保护。变压器保护的配置:瓦斯保护、纵差保护、相间短路的后备保护、接地短路的后备保护、过负荷保护、过励磁保护。发电机一变压器组保护的配置:大差动继电保护。 运行中的电气设备,可能受到外部的雷电过电压的作用,必须采用有效地过电压防护器具,实现防雷保护。避雷针或避雷线是防止直接雷过电压的有效措施。发电厂、变电所的主要保护措施是装设阀型避雷器以限制入侵雷电波的幅值,使设备上的过电压不超过其冲击耐压值;在发电厂、变电所的进线段上设置进线保护段,以限制流经避雷器的雷电流和限制入侵雷电波的陡度。此外,对直配电机还在电机母线上装设电容器,限制入侵雷电波的陡度以保护电机匝间和中性点绝缘。 [5.] 参考文献 [1.]袁小华.电力工程.北京:中国电力出版社,2007 [2.]杨淑英.电力系统概论.北京:中国电力出版社,2013 [3.]程浩忠.电力系统规划.北京:中国电力出版社,2014 [4.]陈珩.电力系统稳态分析(第三版).北京:中国电力出版社,2007 [5.]周泽存叩缪辜际#65533;(第三版).北京:中国电力出版社,2007
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4. 研究方案
第一部分;整定计算准备工作
一、收集主变有关一、二次设备资料。如一次主接线图,一次设备参数(必须是厂家实测参数或铭牌参数);二次回路设计,继电保护配置及原理接线图,lh、yh变比等。二、收集相关继电保护技术说明书等厂家资料。三、准备计算中的指导性资料。如电力系统继电保护规程汇编(第二版)、专业规章制度;电力工程设计手册及参数书等。
第二部分:短路电流的计算为给保护定值的整定提供依据,需对系统各种类型的短路电流及短路电压进行计算。另外,为校核保护的动作灵敏度及主保护与后备保护的配合,也需要计算系统的短路故障电流。一、短路电流的计算步骤:1、阻抗换算及绘制出计算系统的阻抗图。通常在计算的系统中,包含有发电机、变压器、输电线路等元件,变压器各侧的电压等级不同。为简化计算,在实际计算过程中采用标幺值进行计算。
5. 工作计划
第1周:初步弄清毕业设计题目的背景和需要展开的工作。学会利用学校现有资源,搜集自己需要的关于毕业设计题目的研究现状资料,明确接下来的工作任务及重点,撰写开题报告。
第2周:查找资料学习知识,根据自己的主题开始写开题报告。
第3周:学习关于主变继电保护配置的知识与自己大学知识相结合,加强自己。
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