某电网保护的整定及探讨开题报告

 2023-11-30 08:46:41

1. 研究目的与意义

110kV电网属于高压配电系统。输电网一般是由电压为220kV以上的主干电力线路组成,它连接大型发电厂、大容量用户以及相邻子电力网。 二级输电网的电压一般为110~220kV,它上接输电网,下连高压配电网,是一区域性的网络,连接区域性的发电厂和大用户。传统的110kV电网多为单侧电源网。现如今,分布式电源在节能环保、灵活便捷、建造成本和持续利用等方面存在天然的优势,但是由于其受客观因素影响多、可控性差等缺点,大量分布式电源的接入势必会对电网特别是变电站的继电保护造成十分严重的影响,按照常规的变电站继电保护配置,将可能引起继电保护和自动装置拒动或误动,对电网造成无法挽回的损失。110kV电网一般配置有距离与零序电流保护,合理的选择电网继电保护的定值,并经常保持它们相互之间协调配合的关系,以便在发生故障时按预定要求快速而有选择性的切除故障,这是保证电力系统安全运行的必要条件。

针对110kV电网一般配置有距离保护与零序电流保护所存在的问题,通过搜集学习文献以及现场考察工作,根据各类保护的工作原理、性能并结合电网的电压等级、网络结构及接线方式等特点进行选择,使它们能有机的配合起来,构成完善的电网保护,对电网的安全稳定运行产生积极的意义。

2. 课题关键问题和重难点

关键问题:

(1)等值阻抗计算与零序网络简化问题:所有元件参数值应均采用标幺制。

(2)短路电流计算问题:在反应相间短路的距离保护中,负荷在通过最大电流时保护不动作,防止保护误动,所以要躲过正常运行时的最小负荷阻抗,在最大功率时运行防止负荷被断电。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

电力系统的运行中最常见也是最危险的故障是发生各种形式的短路[1]。发生短路时可能会产生以下后果:电力系统电压大幅度下降,广大用户负荷的正常工作遭到破坏;故障处有很大的短路电流,产生的电弧会烧坏电气设备[2];电气设备中流过强大的电流产生的发热和电动力,使设备的寿命减少,甚至遭到破坏;破坏发电机的并列运行的稳定性,引起电力系统震荡甚至使整个系统失去稳定而解列瓦解[3]

因此在电力系统中要求采取各种措施消除或减少发生事故的可能性,一旦发生故障,必须迅速而有选择性的切除故障[4],且切除故障的时间常常要求在很短的时间内。实践证明只有在每个元件上装设保护装置才有可能完成这个要求,而这种装置在目前使用的大多数是由单个继电器或继电器及其附屆设备的组合构成的,因此称为继电保护装置[5],它能够反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态,并动作于断路器跳闸或发生告警信号[6]

110kV线路保护[7]可分为距离保护和零序电流保护。距离保护:是指反应保护安装处至故障点的距离,并根据这一距高的远近而确定动作时限的一种保护装置[8]。短路点越靠近保护安装处,其测量阻抗就越小,则保护的时限就越短,反之,短路点越远,其测量阻抗就越大,则保护动作的时限就越长。这样,保证了保护有选择性的切除故障线路。测量保护安装处至故障点的距离,实际上是测量保护安装处至故障点之问的阻抗。该阻抗为保护安装处的电压和电流的比值,即Z=U/I。零序电流保护:是反应线路发生接地故障时零序电流分量大小的多段式电流保护装置[9]。零序电流保护受系统运行方式变化的影响小;不受不正常系统运行状态的影响;在110kV及以上的电网系统[10]中,对单相接地故障有显著的优越性;零序电流保护的灵敏度高,动作时限也比相间短路短[11]

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4. 研究方案

(1)运行方式的论证

相间短路:对于单侧电源的辐射型网络,流过保护的最大短路电流出现在最大运行方式下,即选择所有机组、变压器、线路全部投入运行的方式。而最小短路电流则出现在最小运行方式下。对于双侧电源的网络,一般(当取Z1=Z2时)与对侧的电源运行变化无关,可按单侧电源的方法选择。

零序电流保护:对于单侧电源的辐射网络,流过保护的最大零序电流与最小零序电流,其方法可参照相间保护中所述,只是要注意变压器接地点的变化。

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5. 工作计划

第1周 熟悉任务,查阅相关资料,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。

第2周 翻译外文资料,完成开题报告初稿;第3周 编写论文第一章,简要说明选题背景和要解决的问题,难点等。

第4周 复习发电机变压器组继电保护原理,完成发电机变压器继电保护的配置。

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