1. 研究目的与意义
进入新世纪以来,随着国民经济的进步,电力系统在规模上也有了飞速的发展,为人民生活带来了巨大的变化。由于电力系统规模越来越大,变电站线路设备情况越发复杂,发生故障不可避免,造成的电网波动可能会影响社会正常生产生活。为了让系统的运行可靠稳定且经济节约,必须设计合理的二次接线回路,使其各个部分装配上性能良好可靠又快速的保护装置。电力系统的发展离不开电网的稳定安全运行,但电网规模越来越大,空间分布也越来越广,自然或人为造成的异常运行状态不可避免,例如电气设备老化、绝缘损坏、短路断路或过负荷等。若没有预警和控制保护机制,导致电力系统震荡,将可能造成大范围停电等严重后果,甚至可能危及人员安全。为了防止微小故障造成严重后果,需要及时检测并正确处理各种故障,变电站必须有合适的二次接线设计,这对于电网和变电站的安全运行有不可估量的意义。
2. 课题关键问题和重难点
变电站电气二次系统是一个复杂的系统网络,主要包括变电站内的各类电气设备及其相应的控制、调节、信号、测量回路,以及电气二次系统的继电保护装置、安全自动装置、准同期装置、直流操作电源等。总体来分析,可以将变电站电气二次系统分为以下几个部分:第一,继电保护和安全自动装置。继电保护和安全自动装置是电气二次系统的重要组成,主要用来保护变电站的安全稳定运行,一旦出现系统故障,立即动作于告警或跳闸;第二,控制回路。变电站二次控制回路主要用来对变电站内各类设备进行控制,主要是各类开关设备的跳合闸操作,继电保护发出跳闸信号后,通过控制回路来执行跳合闸;第三,信号回路。变电站电气二次设备的运行,均依赖于信号回路的运行,通过变电站二次信号回路,准确采集一次设备的工作状态,包括信号的发送、接收和传递网络,来为运行人员进行运行和维护提供依据;第四,调节回路。除了通过控制回路来控制开关的跳合闸以外,有一些变压器主设备还需要通过调节回路来调整期工作参数。
3. 国内外研究现状(文献综述)
随着经济的发展和进步,我国电力系统在不断完善,电网运行也愈加稳定和安全。但电力系统的规模正在不断扩大,变电站中的线路和设备也在不断增多,各个线路和设备运行的过程中难免会出现故障问题,进而引发电网波动。针对这种情况,需要采取合理的二次接线回路设计方案,确保各个部分都装配了有效的保护装置。
与我国经济社会飞速发展相适应的是,我国的能源需求逐年提升,电力系统的规模和建设质量也有着快速的提升,为人民的生产和生活带来了诸多便利。电网稳定是电力系统持续、高效的提供社会服务的基础条件,随着我国电网建设规模的迅速扩张,电网空间分布越来越广。由于自然条件变化和人为因素影响造成的异常状态时有发生,短路、负荷过重、绝缘损坏以及设备老化等问题是常见的电网系统问题。只有建立科学高效的预警和防护机制,才能有效避免电力系统震荡,防止出现大范围停电或者是人员伤亡。在此背景下,正确处理变电站的电力变压器二次接线设计问题具有积极的意义。
通常情况下,电网系统中的电气设备主要包括以下两部分,分别是一次设备和二次设备。一次设备可以将电能从发电厂直接传输给用户端,但其不仅包括直接经过的设备,也包括与传输设施附属连接的设备。由于一次设备直接与高压设备相连接,所以人员进行操作极其危险,故二次设备应运而生。二次设备是基于操作和监控高压设备的目的,将高电压、强电流的操作环境通过电气隔离的方式达到低电压、小容量的操作环境,而这些设备统称为二次设备。所以,一次设备和二次设备一般是按照用途以及工作环境来区分的。
4. 研究方案
电力变压器是电力系统之中十分重要的电气设备,发生故障将给电力系统的运行带来严重的后果,将引起系统大面积的停电,危及变电站安全,甚至可能使部分系统瘫痪,为了保证变压器的安全运行和防止扩大事故,装设灵敏、快速、可靠和选择性好的微机保护是极为重要的。
变压器可能发生的故障可分为内部故障和外部故障。内部故障指的是箱壳内部发生的故障,有绕组的相见短路故障、单相绕组匝间短路故障、单相绕组和铁芯间绝缘损坏而引起的接地短路故障、绕组的断线故障等。外部故障指的是箱壳外部绕组引出线间的各种相见短路故障和引出线因绝缘套管闪络或破碎通过箱壳发生的单相接地故障。
微机保护装置和微机监控系统具有很强的抗电磁干扰及抗谐波干扰能力,并有防止雷电冲击和系统过电压的措施,输入偷出同路设有光电隔离设施和防止接点抖动的措施;微机保护装置具备集保护、监测、控制、通讯于一体的功能,并具有独立性,在不及微机监控设备联用时能独立运行。
5. 工作计划
根据220kv宁西1、2线的测控装置、继电保护装置、断路器、隔离开关等厂家资料,设计220kv宁西1、2线二次线卷册的施工图,包括:电流电压回路图、控制信号回路图、隔离开关操作闭锁回路图、测控装置端子排图、继电保护装置端子排图、断路器端子箱安装接线图。
具体工作计划如下:
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