一、 本课题的研究目的和意义:
电力系统在生产过程中,有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类:横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种,纵向对称故障包括单相断相和两相断相,又称非全相运行。电网在发生故障后会造成很严重的后果:
(1)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。
(2)故障处有很大的短路电流,产生的电弧会烧坏电气设备。
(3)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。
(4)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。
不正常情况有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象,会使绝缘材料加速老化,影响寿命,容易引起短路故障。
继电保护被称为是电力系统的卫士,它的基本任务有:
(1)当电力系统发生故障时,自动、迅速、有选择地将故障设备从电力系统中切除,保证系统其余部分迅速恢复正常运行,防止故障进一步扩大。
(2)当发生不正常工作情况时,能自动、及时地选择信号上传给运行人员进行处理,或者切除那些继续运行会引起故障的电气设备。
可见继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分,对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生,都有极其重要的作用。
通过本次设计掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识,熟悉电力系统继电保护的设计步骤和设计技能,根据技术规范,选择和论证继电保护配置选型的正确性,并培养自己在实际工作中的应用能力,创新能力和独立工作能力。
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二、 文献综述(国内外研究情况及其发展):
现状:
电力系统继电保护是保证电力系统安全运行、提高经济效益的有效技术。计算机控制技术成功运用到电力系统继电保护中,使得未来继电保护技术发展趋势具有计算机化、网络化、智能化等特点。
我国继电保护学科、技术、继电器制造和人才队伍培养从无到有,在小活吸收国外先进继电保护设备和运行技术的基础上,建成了一支具有深厚理论功底和丰富运行经验的继电保护队伍。经过60年的发展和探索,我国已经建成了继电保护研究、设计、加工制造、运行维护和教学的完整体系。
上世纪60年代到80年代是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。其中天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的500kV晶体管方向高频保护和南京电力自动化研究院研制的晶体管高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500kV线路上,结束了500kV线路保护完全依靠从国外进口的时代。在20世纪70年代中,基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列,逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产和应用仍处于主导地位,这是集成电路保护时代。我国从20世纪70年代末即已开始了计算机继电保护的研究,1984年原华北电力学院研制的输电线路微机保护装置首先通过鉴定,并在系统中获得应用,揭开了我国继电保护发展史上新的一页,为微机保护的推广开辟了道路。从90年代开始我国继电保护技术已进入了微机保护的时代。不同原理、不同机型的微机线路和主设备保护各具特色,为电力系统提供了一批新一代性能优良、功能齐全且工作可靠的继电保护装置。随着微机保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果。
趋势:
1、计算机化:继电保护装置的计算机化是不可逆转的发展趋势。电力系统对微机保护的要求不断提高,除了保护基本功能外,还应具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信功能,与其他保护、控制装置和调度联网以供享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等。
2、网络化:网络保护是计算机技术、通信技术、网络技术和微机保护相结合的产物,通过计算机网络来实现各种保护功能,如线路保护、变压器保护、母线保护等。网络保护的最大好处是数据共享,可实现本来由高频保护、光纤保护才能实现的纵联保护。另外,由于分站保护系统采集了该站所有断路器的电流量、母线电压量,所以很容易就可实现母线保护,而不需要另外的母线保护装置。
电力系统网络型继电保护是一种新型的继电保护,是微机保护技术发展的必然趋势。它建立在计算机技术、网络技术、通信技术以及微机保护技术发展的基础上。网络保护系统中网省级、省市级和市级主干网络拓扑结构,以及分站系统拓扑结构均可采用简单、可靠的总线结构、星形结构、环形结构等。分站保护系统在整个网络保护系统中是最重要的一个环节。分站保护系统有2种模式:一是利用现有微机保护;另一个是组建新系统,各种保护功能完全由分站系统保护管理机实现。由于继电保护在电网中的重要性,必须采取有针对性的网络安全控制策略,以确保网络保护系统的安全。 3.3 智能化
参考文献:
[1]许建安.电力系统继电保护[M].北京:中国水力电力出版社,2005.
[2]张宇辉.电力系统微型计算机继电保护[M].北京:中国电力出版社,2000.
[3]陈向东.电力系统网络型继电保护模式探讨[J].电力信息化,2009,7(1):38-40.
[4]吕卫胜.人工智能技术在电力系统继电保护中的应用[J].山东电力技术,2006,147(1):61-63.
[5]胥岱遐,韩天行,梁志成.电力系统继电保护及自动化装置可靠性试验与评估[J].中国电力,2008,41(3): 17-21.
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七、 参考文献:
[1]李火元.电力系统继电保护及自动装置.第一版 北京.中国电力出版社,2004
[2]许建安.电力系统继电保护整定计算.中国水利水电出版社,2007
[3]陈根永.电力系统继电保护整定计算原理与算例.化学工业出版社
[4] 临汾供电公司.农网继电保护整定计算实用手册.中国电力出版社,2010
[5]王维俭. 电气主设备继电保护原理与应用(第2版). 北京: 中国电力出版社, 2002.
[6]周玉兰, 王玉玲, 赵曼勇. 2004年全国电网继电保护与安全自动装置运行情况. 电网技术, 2005, 29(16): 42-48.
[7]GB/T 50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范
[8]DL/T 584-2007 3~110kV电网继电保护装置运行整定规程
[9]严琪.地区电网继电保护整定及相关问题探讨[D].华中科技大学,2006
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