1. 研究目的与意义
110kV电网主要为单电源网络,广泛采用反应相间短路故障的距离保护和反应接地故障的零序电流保护。变压器主要以瓦斯保护和差动保护为主保护,以复合电压启动过电流保护作为后备保护。分布式电源可以提高电源的利用效率,降低在线路传输和变换过程中所造成的损耗,经过实际的运行发现了分布式电源单机容量小、机组运行特性和稳定性较差等问题,因此也就对在加入分布式电源以后继电保护的整定和配合造成一定的问题。
本论文通过对于110kV电网继电保护的整定计算,以及对在加入分布式电源前后整个电网运行方式以及电网参数的比较,可以发现分布式电源加入以后对保护正确动作是否有影响,影响程度大小等情况,从而提高整个电网运行的可靠性、选择性、速动性、稳定性,这都对于电力系统的安全稳定运行具有十分重要的意义。
2. 课题关键问题和重难点
关键问题:
(1)等值阻抗的计算与网络简化问题
由于现在的110kV电网中变压器的10kV侧连接了多种形式的分布式电源,这些新能源机组的接入使电力系统在不同运行方式下的网络特性不同,对于变压器、线路标幺值计算也造成一定的困难,同时由于电网潮流的不同,同样会存在网络简化以及运行方式的确定问题。
3. 国内外研究现状(文献综述)
目前,国内大多将110kV电网作为城市高压配电网的主要部分和节点,承担着十分重要的作用。为了降低由于电网中只有一个电源进行供电造成功率损耗较大,电压下降的情况,因而采取在110kV变电站的10kV侧安装分布式电源,来提高电能的传输效率和电能的质量,但是由于分布式电源自身的特性问题,对于整个电网的继电保护的整定、故障位置的确定、运行方式的确定等方面造成了一定的影响。
近年来,分布式电源(DG)与公共电网的相联,使得电力系统尤其是配电系统变得更加分散,对于大型发电厂和输电线路的依赖减少,但同时也对电力系统运行的安全性和可靠性产生了一系列影响。DG接入配电网后,其引入的电容和非线性阻抗会改变电网的参数以及电网发生过电压的条件,对于电路中由于电压互感器贴心饱和引起的铁磁谐振,主要通过将电网中TV的接线方式改为4TV的接线方式来进行对于铁磁谐振的预防。异步电动机由于自身投入运行方便、迅速、可靠性高的原因常被作为一种DG并入电网运行,而在实际运行的过程中,如果配电网中的无功补偿足够而负荷水平不高,配电网中就会产生异步电动机的自激过电压,因而在实际运行过程中,合理选择无功补偿容量,尽量避免落在易发生谐振的区域,配置有效的孤岛监控设备是至关重要的。DG可选在负荷较为集中的区域,这样可以有效的抑制过电压的发生,尽量避免配电网中发生故障时DG处于空载或轻载状态。
现阶段电网中的变压器保护主要面临两个问题:一是正确鉴别力次涌流和内部短路故障,二是正确区别内部故障和区外故障,由于励磁涌流的复杂性,在变压器空冲货变压器区外故障切除时,以及由于CT饱和、无功补偿用的并联电容或者超高压长输电线路分布电容的存在,变压器内部故障时也存在很大的励磁涌流。特别是基于二次谐波制动远离的差动保护由于定制设定、制动模式选择上的差异造成多次保护误动。围绕变压器励磁涌流的判别,涌现出了很多判断方法,其中基于波形特征识别发的二次谐波制动远离在实际工程中广泛应用,主要制动方式有或门制动、分相制动和3取2制动方式。合理采用二次谐波制动模式和二次谐波制动比定值可以有效改善变压器合闸误动或变压器内部故障延时动作,但以上的各种判断方法均存在一定的程度的不足,因而只有依靠辅助判据来弥补二次谐波制动原理的不足,才能提高变压器差动保护的综合性能。
4. 研究方案
本课题首先对于在A、B、C三点发生相间短路和接地短路保护情况下SA、AB、SC在最大运行状态合最小运行情况下流过保护安装处的短路电流值,并分别对于各条线路进行距离保护以及零序电流保护的整定计算,以及对于变压器的保护整定计算。
假设在C点处加上适当容量的分布式电源之后,比较分布式电源加入前后电网特性的变化以及对于整个电网运行所产生的影响,最后根据实验数据利用Matlab软件对于整个系统的运行情况进行仿真。
5. 工作计划
第1周 查阅并翻译相关资料,掌握国内外与本课题相关研究成果,了解本课题的最新研究成果以及未来的发展方向。
第2周 翻译外文资料,完成开题报告初稿,确定具体的工作时间安排;
第3周 完成开题报告终稿,编写论文提纲;
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