数字式线路保护二次接线设计及故障分析开题报告

 2023-12-05 11:34:19

1. 研究目的与意义

随着社会经济水平的不断提高,人们日常生产生活对于电力资源的需求不断增加,而继电保护装置作为电力系统的重要部分,是保障电力系统安全稳定运行不可或缺的重要一环。保护要发挥作用,需要合理及完善的二次接线和保护整定值。电力系统的正常运行、故障期间以及故障后的恢复过程中,许多控制操作日趋高度自动化。继电保护自动化是采用成熟的继电保护技术检测系统中可能存在的风险,并通过发警报、跳闸命令等方式切除或隔离故障的一种保护措施。

本课题综合继电保护、微机保护、变电站综合自动化、二次回路等相关专业课程知识,根据指定的刀闸、断路器二次图纸及保护柜、测控柜的端子接线圈纸,完成线路二次施工原理图的设计、保护整定计算及二次接线分析。完成本课题能够完整了解一条线路的一次与二次部分,增强对变电站综合自动化系统,特别是二次回路部分的工程应用能力。

2. 课题关键问题和重难点

此次课题的关键问题:其一是学习微机保护、测控装置功能与外部联系、二次系统设备配置与各回路功能及实现原理;其二是按照变电所综合自动化要求进行线路保护二次接线设计,完成线路保护整定计算;最后是进行二次回路故障分析。

此次课题难点:对整个二次系统中各个二次设备的具体作用及相关性能没有做系统的了解,保护配置的知识储备相对匮乏。对于本次设计所涉及西门子公司3AP1-FG型断路器、CD101型隔离刀闸、CM102型接地刀闸、深瑞PRSC11-11保护柜、南瑞继保PRCK97-X22测控柜相对比较陌生,需要仔细阅读相关设备的说明书以加深对设备的理解。需要回顾学习的相关课程内容,加强知识储备完成如交流电流回路接线图、交流电压回路接线图,控制回路接线图等二次回路的设计;认真学习断路器、隔离开关、操作箱原理,深入了解控制回路相关原理;在二次接线设计中要注意二次线的标号,不要混淆,防止整个二次回路设计错误;绘制二次接线原理图前要熟练掌握CAD软件应用。

3. 国内外研究现状(文献综述)

随着电力工业技术的快速发展,自动化继电保护技术日渐成熟。在监控系统中,通过从采集保护对象的信息和掌握系统的运行状态,可为决策提供可靠的依据,实时修正、调整相应继电保护装置的保护功能和保护定值,从而确保保护装置可灵活处理系统中出现的各种问题。继电保护要达到消灭事故,保证电力系统安全稳定运行的目的,需要做多方面的工作。其中包括设计、安装、整定、调试,以及运行维护等一系列环节;整定计算是其中的一部分工作,而且是极重要的一部分工作。

一次设备是指直接生产、输送和分配高电压和大电流的设备,又称为主设备包括发电机、变压器、断路器、隔离开关、电力电缆、母线、输电线、电抗器、避雷器、高压熔断器、电流互感器、电压互感器等。由一次设备连接在一起构成的电路称为一次接线或叫主接线。一次设备中断路器是指能够关合、承载和开断正常回路条件下的电流并能在规定的时间内关合、承载和开断异常回路条件下的电流的开关装置。断路器按其使用范围分为高压断路器和低压断路器,高低压界线划分比较模糊,一般将3kV以上的称为高压电器。低压断路器又称自动开关,俗称"空气开关"也是指低压断路器,它是一种既有手动开关作用,又能自动进行失压、欠压、过载、和短路保护的电器。它可用来分配电能,不频繁地启动异步电动机,对电源线路及电动机等实行保护,当它们发生严重的过载或者短路及欠压等故障时能自动切断电路,其功能相当于熔断器式开关与过欠热继电器等的组合。而且在分断故障电流后一般不需要变更零部件,已获得了广泛的应用。

对一次设备进行测量、监视、保护、控制和调节的设备被称为二次设备,二次设备通过电压互感器和电流互感器与一次设备相互关联。二次设备中内部设备有:测量表计,如电压表、电流表、功率表、电能表用于测量电路中的电气参数;绝缘监察装置;控制和信号装置;继电保护及自动装置,如继电器、自动装置等,用于监视一次系统的运行状况,迅速反应异常和事故,然后作用于断路器,进行保护控制;直流电源设备,如蓄电池组、直流发电机、硅整流装置等,供给控制保护用的直流电源及用直流负荷和事故照明用电等;高频阻波器;备自投装置等等。

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4. 研究方案

方案设计:

(1)对二次回路所涉及的具体设备进行了解并查阅相关操作手册;

(2)查找断路器、隔离开关说明书了解其原理、作用及控制回路;

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5. 工作计划

第一周 完成外文文献《Influence of New Over – Head Power Lines Construction on the Operation of the Relay Protection System 》的翻译并上传系统,查阅并翻译相关资料,了解目前行业发展阶段,时下所面对的问题,以及未来的发展趋势,根据疑问阅读相关文献,完成开题报告稿;

第二周 改善、完成开题报告,并上传毕设系统;

第三周 进行二次系统知识学习,根据保护说明书及工程图纸,了解保护柜的组屏,完成线路保护配置;

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