自動重合閘開題報告

　　一個好的開題報告就是一個好的研究方案。 可以說，研究方案水平的高低，是一個課題質(zhì)量與水平的重要反映。

　　自動重合閘開題報告一

　　一、畢業(yè)設(shè)計(論文)課題來源、類型;寶興河寶興水電站位于青衣江干流上游，是寶興河開發(fā);屬梯級最末一級電站;實現(xiàn)了當(dāng)年簽約、當(dāng)年施工、當(dāng)年截流和當(dāng)年澆筑的可;寶興河寶興水電站是一座河床式電站，裝機(jī)容量3×2;15.5米，引用流量450立方米/秒，年利用小時;年11年開工，1995年10月首臺機(jī)組投產(chǎn)，19;電站總投資4.35億元，單位千瓦7250元;計發(fā)電26

　　一、 畢業(yè)設(shè)計(論文)課題來源、類型

　　寶興河寶興水電站位于青衣江干流上游，是寶興河開發(fā)一期工程之一，

　　屬梯級最末一級電站。由四川華能寶興河電力股份有限公司建設(shè)、管理。

　　實現(xiàn)了當(dāng)年簽約、當(dāng)年施工、當(dāng)年截流和當(dāng)年澆筑的可喜成績。

　　寶興河寶興水電站是一座河床式電站，裝機(jī)容量3×2萬kW，設(shè)計水頭

　　15.5米，引用流量450立方米/秒，年利用小時數(shù)5233小時。電站于1993

　　年11年開工，1995年10月首臺機(jī)組投產(chǎn)，1996年7月全部機(jī)組投產(chǎn)發(fā)電。

　　電站總投資4.35億元，單位千瓦7250元。截至2006年12月31日已經(jīng)累

　　計發(fā)電26億kWH，連續(xù)安全生產(chǎn)3924天。

　　二、選題的目的及意義

　　目的：

　　(1) 鞏固課程的理論知識;

　　(2) 學(xué)習(xí)和掌握發(fā)電廠(變電所)電氣部分的基本設(shè)計方法;

　　(3) 培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的工作能力及實際工程設(shè)計的基本技能。

　　意義：

　　我國電力工業(yè)的技術(shù)水平和管理水平正在逐步提高，現(xiàn)在已有許多電廠實現(xiàn)了集中控制和采用計算機(jī)監(jiān)控.電力系統(tǒng)也實現(xiàn)了分級集中調(diào)度，所有電力企業(yè)都在努力增產(chǎn)節(jié)約，降低成本，確保安全遠(yuǎn)行。隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電力工業(yè)將逐步跨入世界先進(jìn)水平的行列。水力發(fā)電廠是生產(chǎn)工藝系統(tǒng)嚴(yán)密、土建結(jié)構(gòu)復(fù)雜、施工難度較大的工業(yè)建筑。電力工業(yè)的發(fā)展,單機(jī)容量的增大、總?cè)萘吭诎偃f千瓦以上水電廠的建立促使水電廠建筑結(jié)構(gòu)和設(shè)計不斷地改進(jìn)和發(fā)展。電廠結(jié)構(gòu)的改進(jìn)、新型建材的采用、施工裝備的更新、施工方法的改進(jìn)、代管理的運(yùn)用、隊伍素質(zhì)的提高、使水電廠土建施工技術(shù)及施工組織水平也相應(yīng)地隨之不斷提高。設(shè)計本課題，是對已學(xué)知識的整理和進(jìn)一步的理解、認(rèn)識，學(xué)習(xí)和掌握發(fā)電廠(變電所)電氣部分設(shè)計的基本方法培養(yǎng)獨(dú)立分析和解決問題的工作能力及實際工程設(shè)計的基本技能。電力工業(yè)的迅速發(fā)展，對發(fā)電廠(變電所)的設(shè)計提出了更高的要求，更需要我們提高知識理解應(yīng)用水平，認(rèn)真對待。

　　三、 本課題在國內(nèi)外的研究狀況及發(fā)展趨勢

　　1. 繼電保護(hù)方面

　　1.1 繼電保護(hù)發(fā)展歷程

　　電力系統(tǒng)繼電保護(hù)先后經(jīng)歷了不同的發(fā)展時期, 機(jī)電式繼電保護(hù)、晶

　　體管繼電保護(hù)、基于集成運(yùn)算放大器的集成電路保護(hù), 到了20世紀(jì)90 年代,

　　繼電保護(hù)技術(shù)進(jìn)入了微機(jī)保護(hù)時代, 微機(jī)保護(hù)有強(qiáng)大的邏輯處理能力、數(shù)值計算能力和記憶能力, 它不僅具有傳統(tǒng)保護(hù)和自動裝置的功能, 而且還能發(fā)展到故障測距、故障錄波等功能。微機(jī)保護(hù)經(jīng)過20 多年的發(fā)展, 已經(jīng)取得巨大的成功并積累了豐富的運(yùn)行經(jīng)驗。隨著計算機(jī)技術(shù)的`飛速發(fā)展以及計算機(jī)在繼電保護(hù)領(lǐng)域中的普遍應(yīng)用, 新的控制原理和方法被不斷應(yīng)用于計算機(jī)繼電保護(hù)中, 以期取得更好的效果, 從而使微機(jī)繼電保護(hù)的研究向更高的層次發(fā)展。

　　1.2 繼電保護(hù)新技術(shù)

　　許多新技術(shù)都不斷應(yīng)用到繼電保護(hù)的領(lǐng)域, 例如IT 技術(shù)的應(yīng)用,實現(xiàn)了保護(hù)、控制、測量、數(shù)據(jù)通信一體化; 應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò), 可以解決復(fù)雜的非線性化問題; 應(yīng)用光電互感器解決電流互感器的飽和問題; 應(yīng)用可編程控制器( PLC) 代替?zhèn)鹘y(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)繼電器等等。

　　1.2.1 信息網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

　　當(dāng)代繼電保護(hù)技術(shù)的發(fā)展, 正在從傳統(tǒng)的模擬式、數(shù)字式探索著進(jìn)入信息技術(shù)領(lǐng)域。在變電站綜合自動化方面, 保護(hù)的配置比較靈活。如果變電站綜合自動化采用傳統(tǒng)模式, 也就是遠(yuǎn)方終端裝置(RTU) 加上當(dāng)?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng), 保護(hù)裝置的信息可以通過遙信輸入回路進(jìn)入RTU,也可以通過串行口與RTU 按照約定的通信規(guī)約進(jìn)行信息傳遞。如果變電站綜合自動化采用全分散式, 也就是按一次主設(shè)備為安裝單位,將保護(hù)、控制等單元分散, 就地安裝在主設(shè)備旁。具體實施又分為兩種模式: 保護(hù)相對獨(dú)立, 控制和測量合一, 如SIEMENS 的LSA678 系統(tǒng);保護(hù)、控制和測量合一, 如CSC- 2000。

　　1.2.2 可編程控制器在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

　　可編程控制器( PLC) 可以視為具有特殊體系結(jié)構(gòu)的工業(yè)計算機(jī),更適應(yīng)于控制要求的編程語言。在由繼電器組成的控制系統(tǒng)里, 要把各個分立元件用導(dǎo)線連接起來, 這對于實現(xiàn)復(fù)雜的邏輯關(guān)系以及需要定期改變操作任務(wù)來說顯然是不適宜的。而使用PLC 就可以解決上述問題, 通過軟件編程的方式來代替實際的各個分立元件之間的接線。為了減少占地面積, 還可以用PLC 內(nèi)部已定義的各種輔助繼電器來取代傳統(tǒng)的機(jī)械觸點(diǎn)繼電器。

　　1.2.3 智能化

　　進(jìn)入20 世紀(jì)90 年代以來, 人工智能技術(shù)如神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、遺傳算法、進(jìn)化規(guī)劃、模糊邏輯等在電力系統(tǒng)各個領(lǐng)域都得到了應(yīng)用, 電力系統(tǒng)保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)的一些研究工作也轉(zhuǎn)向人工智能的研究。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN) 具有分布式存儲信息、并行處理、自組織、自學(xué)習(xí)等特點(diǎn), 其應(yīng)用研究發(fā)展十分迅速, 目前主要集中在人工智能、信息處理、自動控制和非線性優(yōu)化等問題。近年來, 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)領(lǐng)域內(nèi)出現(xiàn)了用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(ANN) 來實現(xiàn)故障類型的判別、故障距離的測定、方向保護(hù)、主設(shè)備保護(hù)等。

　　1.2.4 自適應(yīng)控制技術(shù)在繼電保護(hù)中的應(yīng)用

　　自適應(yīng)繼電保護(hù)的概念可定義為能根據(jù)電力系統(tǒng)運(yùn)行方式和故障狀態(tài)的變化而實時改變保護(hù)性能、特性或定值的新型繼電保護(hù)。自適應(yīng)繼電保護(hù)的基本思想是使保護(hù)能盡可能地適應(yīng)電力系統(tǒng)的各種變化, 進(jìn)一步改善保護(hù)的性能。自適應(yīng)繼電保護(hù)具有改善系統(tǒng)的響應(yīng)、增強(qiáng)可靠性和提高經(jīng)濟(jì)效益等優(yōu)點(diǎn), 在輸電線路的距離保護(hù)、變壓保護(hù)、發(fā)電機(jī)保護(hù)、自動重合閘等領(lǐng)域內(nèi)有著廣泛的應(yīng)用前景。

　　1.2.5 新型互感器的應(yīng)用

　　引起繼電保護(hù)應(yīng)用的另一個根本性的革命可能是光電流互感器

　　(OTA) 、光電壓互感器(OTV) 以及基于該種互感器的保護(hù)在電力系統(tǒng)中的應(yīng)用。國外已制造出OTA, OTV, 并在現(xiàn)場運(yùn)行。其與傳統(tǒng)的TA,TV 相比有其明顯的優(yōu)點(diǎn): 實現(xiàn)了高壓和弱電的完全絕緣隔離, 用光纖傳遞測量量無電磁干擾影響, 無CT 飽和問題, 頻率響應(yīng)寬。這些特點(diǎn)將使各種保護(hù)的技術(shù)性能得以改善并徹底改變保護(hù)的應(yīng)用條件和應(yīng)用方式。

　　1.2.6 微機(jī)保護(hù)設(shè)計新思想微機(jī)保護(hù)新算法是微機(jī)保護(hù)不斷發(fā)展的重要原因, 模糊控制原理、自適應(yīng)原理、綜合優(yōu)化原理已在微機(jī)保護(hù)中獲得了良好的應(yīng)用效。果。華北電力大學(xué)四方研究所提出了網(wǎng)絡(luò)化通用硬件平臺和層次結(jié)構(gòu)軟件平臺的設(shè)計思想, 并對網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的關(guān)鍵問題進(jìn)行了深入研究和大量試驗, 證實了網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的高可靠性, 還對變電站自動化中微機(jī)保護(hù)網(wǎng)絡(luò)通信功能、智能化狀態(tài)檢測新特點(diǎn)以及全自動化測試提出了新想法和實現(xiàn)方式。

　　自動重合閘開題報告二

　　一、選題背景與意義

　　目前，我國110kV輸電網(wǎng)擔(dān)負(fù)城市供電的艱巨任務(wù)，是我國輸電網(wǎng)中的主干網(wǎng)。隨著經(jīng)濟(jì)社會的高速發(fā)展和現(xiàn)代工業(yè)建設(shè)的迅速崛起，對其供電可靠性、經(jīng)濟(jì)性、靈活性和自動化水平的要求也在不斷提高。但是，傳統(tǒng)的110kV電網(wǎng)多為單側(cè)電源網(wǎng)，其可靠性必然就要受到多方面的限制。隨著電網(wǎng)建設(shè)與運(yùn)維模式改革的不斷推進(jìn)與深化，近年來,小電源并網(wǎng)現(xiàn)象在各地市公司普遍存在,小水電、小熱電、太陽能、秸稈電廠等具體形式不盡相同。由于110kV電網(wǎng)一般配置有距離與零序電流保護(hù)，分布電源的存在，以及實際生活中系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的不斷變化，會導(dǎo)致保護(hù)范圍變化甚至保護(hù)失效。這就給給保護(hù)整定帶來很大難度。

　　針對110kV電網(wǎng)一般配置有距離與零序電流保護(hù)所存在的問題，本次設(shè)計通過對典型110kV配電網(wǎng)進(jìn)行合理建模，研究系統(tǒng)中性點(diǎn)接地方式、系統(tǒng)最大最小運(yùn)行狀態(tài)以及分支系數(shù)對保護(hù)整定產(chǎn)生的影響，從而解決由系統(tǒng)變化導(dǎo)致的保護(hù)范圍變化的問題。將對電網(wǎng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行產(chǎn)生積極的意義。

　　二、課題關(guān)鍵問題及難點(diǎn)

　　本設(shè)計在分析繼電保護(hù)原理的基礎(chǔ)上，研究數(shù)字距離保護(hù)和零序電流保護(hù)，并針對線路實際運(yùn)行時可能出現(xiàn)的各種故障，計算相應(yīng)的監(jiān)測量在故障時的參數(shù)，為保護(hù)方法提供相應(yīng)的理論依據(jù)，提出合理的保護(hù)方案。

　　(1)等值阻抗計算與網(wǎng)絡(luò)簡化問題

　　合理的參數(shù)選擇與網(wǎng)絡(luò)化簡，在保證精確性的.前提下能大大減少整定計算中的工作量。

　　(2)短路電流計算問題

　　針對典型故障點(diǎn)以及故障類型計算相應(yīng)的故障電流，以此作為保護(hù)整定值的參考。

　　(3)保護(hù)整定配合問題

　　相間短路故障不會產(chǎn)生零序電流，而單相接地故障在接地點(diǎn)有零序電流產(chǎn)生。零序電流保護(hù)靈敏

　　度較高，裝置簡單可靠，因此對于單相接地故障采用零序保護(hù)，相間短路故障采用距離保護(hù)。

　　(4)PSCAD仿真驗證問題

　　模擬實際可能出現(xiàn)的各種故障，對保護(hù)進(jìn)行校驗，以此驗證繼電保護(hù)是否可靠，是否高效。

　　難點(diǎn)：

　　本課題的難點(diǎn)有三個，一是分支系數(shù)的求取。其包括助增分支和外汲分支的計算。二是系統(tǒng)運(yùn)行方式的確定。無論系統(tǒng)如何工作，繼電保護(hù)都必須可靠動作。這就需要在整定過程中考慮系統(tǒng)的最大最小運(yùn)行方式，進(jìn)而確定相應(yīng)的參數(shù)。三是PSCAD仿真驗證問題。參數(shù)的設(shè)定，故障類型以及故障點(diǎn)的選取等都會直接影響方針的效果。

　　三、文獻(xiàn)綜述

　　要保證電力系統(tǒng)有良好的供電質(zhì)量，就要求電力系統(tǒng)能夠安全穩(wěn)定地運(yùn)行。在實際運(yùn)行過程中，會因為某些自然條件或人為因素，造成設(shè)備故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)。對這些故障或不正常的運(yùn)行狀態(tài)，若不采取有效措施及時處理，會造成事故和損失。繼電保護(hù)是維持電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的重要防線。它是能反應(yīng)電氣設(shè)備的故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)，相應(yīng)地動作于跳閘以切除故障或發(fā)出信號告警的一種自動裝置。繼電保護(hù)定值則是繼電保護(hù)裝置的直接依據(jù)，一個能正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)必須配備繼電保護(hù)并整定繼電保護(hù)定值。

　　目前我國110kV等級的輸電線路主保護(hù)通常由距離保護(hù)、零序電流保護(hù)配合構(gòu)成。文獻(xiàn)

　　[1-3]中指出，在結(jié)構(gòu)復(fù)雜、運(yùn)行方式變化大的系統(tǒng)中，距離保護(hù)是性能較為完善的保護(hù)元件之一，因其受運(yùn)行方式變化影響小，保護(hù)范圍固定，具有明確的方向性，整定計算相對簡易。但其不可避免的受到以下問題的困擾：1)110kV線路運(yùn)行方式變化較大，負(fù)荷變化頻繁，劇烈。而現(xiàn)有的微機(jī)距離保護(hù)Ⅲ段定值必須躲開最小負(fù)荷阻抗整定，因此常不能滿足靈敏度的要求;2)保護(hù)區(qū)域外的高阻抗接地有可能引起保護(hù)誤動作;3)對于短線路或者系統(tǒng)阻抗較大的線路時，常常會因為超越而誤動。

　　針對以上問題，近年來國內(nèi)外的專家學(xué)者們對距離保護(hù)的自適應(yīng)問題進(jìn)行了深入研究。對于第一個問題，文獻(xiàn)[5]提出，距離Ⅲ段的定值由最小負(fù)荷阻抗決定，如果此時保護(hù)定值不能滿足靈敏度的要求，就可以考慮按躲開實際負(fù)荷阻抗，實時地整定距離保護(hù)Ⅲ段的定值，而不是按照最小負(fù)荷阻抗整定，這樣就能增大保護(hù)范圍，提高保護(hù)的靈敏度。同時文獻(xiàn)[5]中還提到，針對第二個問題，引入故障時的零序電流對阻抗繼電器的動作特性進(jìn)行修正，消除接地阻抗的影響。

　　隨著電網(wǎng)的不斷建設(shè)，高壓輸電短線路不斷增多，當(dāng)輸電線路較短或者系統(tǒng)阻抗較大時，影響距離保護(hù)測量的各個因素的絕對誤差對阻抗測量的影響會大于相對誤差的影響。對于這個問題，各大電網(wǎng)采取的措施各不相同，但總的來說主要有以下兩種解決方案：1)仍按照常規(guī)距離保護(hù)的整定原則，將距離保護(hù)I段的可靠系數(shù)整定為0.8-0.85，通過較大的延時來避免保護(hù)的超越;2)利用現(xiàn)場經(jīng)驗值直接將距離保護(hù)Ⅰ段的可靠系數(shù)整定為較小的數(shù)值，雖然能避免保護(hù)誤動，但是這種方法降低了距離保護(hù)的動作靈敏度。文獻(xiàn)[6]對此問題做出了創(chuàng)新性的研究，在充分研究電壓互感器誤差、非周期分量、電壓電流變換器誤差等因素的影響之后，提出在發(fā)生故障后利用在線求得的系統(tǒng)阻抗實時調(diào)整保護(hù)Ⅰ段的可靠系數(shù)，實現(xiàn)可靠系數(shù)整定的自適應(yīng)性，從而可靠保證保護(hù)的選擇性，避免距離保護(hù)因超越而誤動作。

　　我國110kV及以上的電力系統(tǒng)均為大電流接地系統(tǒng)，單相短路將產(chǎn)生很大的故障相電流。

　　和零序電流，多采用零序電流保護(hù)裝置作為接地短路保護(hù)。文獻(xiàn)[1]和文獻(xiàn)[4]中提到，零序電流保護(hù)在接地保護(hù)方面具有較大優(yōu)勢：1)在正常負(fù)荷狀態(tài)下，零序電流沒有或很小;當(dāng)接地短路時，就一定有零序電流產(chǎn)生。據(jù)統(tǒng)計，接地短路故障約占總故障次數(shù)的93%;2)零序電流保護(hù)裝置簡單，動作電流小，經(jīng)濟(jì)可靠，靈敏度高，正確動作率高。但是在實際運(yùn)行中，零序電流保護(hù)也面臨諸多問題：1)零序電流的分布間接地受大接地系統(tǒng)的運(yùn)行方式的影響，直接地受中性點(diǎn)接地數(shù)目的影響;2)單相重合閘過程中可能出現(xiàn)較大的零序電流，影響零序電流保護(hù)的正確工作。3)自耦變壓器廣泛應(yīng)用于超高壓和特高壓電網(wǎng)中，任一電網(wǎng)中的接地短路都將在另一網(wǎng)絡(luò)中產(chǎn)生零序電流，將使零序保護(hù)的整定配合復(fù)雜化。

　　針對以上問題，傳統(tǒng)的人工計算已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足要求。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，以及設(shè)備的自動化水平的不斷提高，文獻(xiàn)[4]提出了基于計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的零序電流保護(hù)計算機(jī)整定計算程序。利用計算機(jī)快速建立系統(tǒng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時的電路模型并實時監(jiān)控，計算當(dāng)前各個保護(hù)安裝處零序電流保護(hù)的整定值。一旦系統(tǒng)運(yùn)行方式發(fā)生改變，計算機(jī)就能立刻根據(jù)新的模型，計算相應(yīng)的整定值;當(dāng)系統(tǒng)中某條線路的自動重合閘動作時，通過計算機(jī)控制相應(yīng)受影響的保護(hù)閉鎖來防止誤動。

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