城镇典型区域配电网继电保护整定与仿真(子课题28)开题报告

 2022-11-09 11:03:43

1. 研究目的与意义

目前,我国110kV输电网担负城市供电的艰巨任务,是我国输电网中的主干网。城镇区域配电网由110kV高压配电网、35kV及以下中低压配电网构成,涉及输电线路、降压变压器、配电线路、配电变压器等大量电气设备,其特点是网络结构复杂多变、对供电可靠性的要求高,从而给继电保护装置的配置与整定造成许多难题。随着经济社会的高速发展和现代工业建设的迅速崛起,对其供电可靠性、经济性、灵活性和自动化水平的要求也在不断提高。但是,传统的110kV电网多为单侧电源网,其可靠性必然就要受到多方面的限制。随着电网建设与运维模式改革的不断推进与深化,近年来,小电源并网现象在各地市公司普遍存在,小水电、小热电、太阳能、秸秆电厂等具体形式不尽相同。会导致保护范围变化甚至保护失效。这就给保护整定带来很大难度。

本次毕业设计结合应用十分广泛数字式线路保护及变压器保护装置,针对给定110kV电网进行继电保护配置和整定计算,在典型的继电保护、自动装置的配置与整定基础上,对影响继电保护正常动作的因素进行探讨与仿真,以期寻找相应的对策。

针对110kV电网一般配置有距离与零序电流保护所存在的问题,本次设计通过对典型110kV配电网进行合理建模,研究系统中性点接地方式、系统最大最小运行状态以及分支系数对保护整定产生的影响,从而解决由系统变化导致的保护范围变化的问题。将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

本设计在分析继电保护原理的基础上,研究数字距离保护和零序电流保护,并针对线路实际运行时可能出现的各种故障,计算相应的监测量在故障时的参数,为保护方法提供相应的理论依据,提出合理的保护方案。本课题主要的难点有以下几方面:(1)等值阻抗计算与网络简化问题

合理的参数选择与网络化简,在保证精确性的前提下能大大减少整定计算中的工作量。

(2)短路电流计算问题

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3. 国内外研究现状(文献综述)

随着社会经济的不断发展,电力能源的使用也越来越大,电力系统供电的安全性、可靠性也极其重要,通过引用分布式电源能够提高配电网线路运行的可靠性,然而,在使用的过程中会对配电网继电保护带来一定的影响[1]。分布式电源具有规模小、经济环保、灵活度高等特点,在配电网中得到广泛的应用,虽然该技术起步较晚,但是发展却极快,尤其是在配电网工程不断发展的情况下,分布式电源已经成为配电网中不可缺少的重要组成部分。当然,在接入电网的过程中还需要考虑多种影响因素,针对不同的电网区域不仅要引入分布式电源,同时也要配有相应的保护设备这样才能起到对电网更好的保护作用[2]

变压器的选择对于配电网同样重要,配电网中变压器的选择主要针对它的台区位置,台区位置的好与坏是直接影响并关系到了低电压的一个质量问题、线损减少的问题、正常运行的问题、整个工程的费用投资问题,还有就是实施上带来的不便以及城市的整体美观上等,因此变压器位置的选择要综合的、多方面的进行考虑和规划。在城市配电网的变压器位置的构造中,应该满足以下几个条件:首先,整个配电网线路的最末端上的电压降是不能超出4%的,在城市内部要小于250m,在城市中比较热闹的地段也不应该大于150m,否则,就会影响到市区内的整体环境,给人们带来不便,同时也有可能带来危险的麻烦。城市不比农村,可以选择一些小容量的,比较小的电压器;其二,城市中变压器应该尽量不在车辆和行人都比较多的地方安装,要满足方便变压器的更换以及方便设备的维修,所以变压器的台区位置的选择是比较重要的[3]

要保证电力系统有良好的供电质量,就要求电力系统能够安全稳定地运行。在实际运行过程中,会因为某些自然条件或人为因素,造成设备故障或不正常运行状态。对这些故障或不正常的运行状态,若不采取有效措施及时处理,会造成事故和损失。继电保护是维持电力系统安全稳定运行的重要防线。它是能反应电气设备的故障或不正常运行状态,相应地动作于跳闸以切除故障或发出信号告警的一种自动装置。继电保护定值则是继电保护装置的直接依据,一个能正常运行的电力系统必须配备继电保护并整定继电保护定值[4]

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4. 研究方案

(1)运行方式的论证

对于发电厂,最大运行方式为三台发电机同时投运,最小运行方式为退出一台发电机组,变压器三台均投入,始终保持一台变压器中性点接地;两台变电所的主变,正常运行时只投入一台,高峰负荷时投入两台;等效电力系统中性点接地,计算时同样考虑最大和最小运行方式下的各序阻抗;负荷变压器采用中性点不接地的方式。

(2)短路点的论证

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5. 工作计划

第1周 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。

第2周 翻译外文资料《中压输电线路电缆模型》,完成开题报告初稿;

第3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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