高压线路测控系统设计及其故障分析开题报告

 2023-11-24 08:51:41

1. 研究目的与意义

高压线路是电网基本组成部分,但因为其分布范围广,常常会处在复杂的气候环境和地理环境中,当不利环境条件导致线路运行故障时,就会直接影响线路的安全可靠运行,严重时甚至造成大面积的停电事故,所以对输电线路采取必要的保护装置和测控系统是十分必要的。随着断路器和保护测控装置的智能化,输电线路测控系统设计的可靠性要求越来愈高。正确的二次系统设计是确保输电线路在各种工况下安全运行的保障。同时在运行中,由于继电保护二次回路接线复杂,各种干扰冲击因素较多,运行过程中时常有故障发生,对其故障分析有着重要意义,同时也可以将改进措施反馈到设计环节中,改进设计水平。

本次设计根据已有输电线路已选定的断路器、隔离开关、接地开关等设备进行测控系统设计,实现对断路器的手动自动分合闸操作、对隔离开关、接地开关的操作。 实现线路在各种工况下的智能操作,并对其二次回路常见的故障进行分析、提出改进方案提高二次系统的可靠性。该课题的内容具有很强的工程实践性,值得电气工程人员学习与使用。

2. 课题关键问题和重难点

通过对毕业设计任务书的深入研读,并阅读了大量参考资料,对本课题的内容进行了剖析,总结了课题的关键问题和难点。

关键问题: 1.断路器的自动跳闸和合闸回路设计。断路器辅助触点与保护测控柜的接点对确定? 2.接地刀闸,隔离开关以及断路器操作逻辑顺序?设计时如何使用他们的辅助触点,实现电气“五防”。 3.中央信号系统的输出和显示设计。 4.电流互感器和电压互感器交流电流信号和交流电压信号回路设计。电压互感器短路保护采用什么形式? 5.二次回路影响距离保护,比如电压互感器二次断线了以后,具体保护要误动了怎么办?应该采取什么样的一个措施防止误动? 6.对二次回路中常见的故障进行分析,例如:电流互感器断线、重合闸不充等异情况。

难点: 1.测控装置保护装置与断路器辅助接点的确定,实现测控装置对断路器的操作,实现防误操作。 2.电压互感器、电流互感器输入信号确定。 3.采取何种防跳回路实现断路器防跳回路设计。 4.二次回路故障查找的一般方法和步骤的研究,包括二次电气故障的分类;故障查找与分析方法( 故障现象的研究以及故障原因的分析);故障点的查找手段和方法(所用仪器,直接观察)。 5.微机保护柜整定值设定确保二次系统正确控制一次设备,反应系统运行状态。

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3. 国内外研究现状(文献综述)

高压输送是我国电力系统的主要运行状态,继电保护保护装置是高压电网系统的重要组成部分,能监测反馈高压电力输送中电力系统实际运行情况,防止出现短路或电路回流等情况,避免引起广泛波及性供电中断,其运行可靠性、安全性是防止高压电力事故扩大化或连锁反应的重要保证,同时也能保护高压电网设备元件。因此,研究高电压电网继电保护可靠性问题具有积极的理论与现实意义。

高压断路器又叫高压开关,具有足够的开断能力和灭弧能力,它不仅可以切断与闭合高压电路的空载电流和负载电流,而且当系统发生故障时,它和保护装置、自动装置相配合,可以迅速地切除故障电流,以减少停电范围,防庄事故扩大,对于保证电力系统的安全运行,具有极其重要的意义高压断路器经历了油断路器、压缩空气断路器、真空断路器,SF6断路器的演变,这样的发展速度是非常快的。目前我国高压断路器的使用现状是40kV以上的高压开关全都使用SF6断路器,而40kv以下的电网开关全都使用真空断路器。

在电力系统中、二次回路在最早期。继电保护、安全自动以及调度通信等二次回路是独立运行的,而且控制、信号以及测量等功能也是分开的。这导致了二次回路接线特别复杂。难以达到较高控制效果,且二次回路设备维护较为困难。而随着变电站自动化发展、各二次回路逐渐发生融合,并对测量、保护、控制、信号等二次回路进行了有效的组合优化、功能更加的集约化、能够实现变电及输配电设备的自动控制及保护。

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4. 研究方案

通过对课题拟解决的关键问题与难点的陈列对其中几项进行研究设计分析:

二次接线间关系的图称为二次回路图。展开图按二次接线使用的电源分别画出各自的交流电流回路、交流电压回路中各元件的线圈和触点。所以,属于同一个设备或元件的电流线圈、电压线圈、控制触点应分别画在不同的回路里。为了避免混淆,对同一设备的不同线圈和触点应用相同的文字标号,但各支路需要标上不同的数字回路标号。

接地刀闸,隔离开关以及断路器操作逻辑顺序分析如下:当隔离开关与断路器、接地刀闸配合使用时,应有机械联锁或电气联锁来保证其正确的操作; 2)合闸时,在确认断路器等开关设备处于分闸位置上,才能合上隔离开关 若单极隔离开关,合闸时应先合两边相,后合中间相;分闸时应先拉中间相,后拉两边相。 3)分闸时,在确认断路器等开关设备处于分闸位置,应缓慢操作,待主刀开关离开静触点时迅速拉开。操作完毕后,应保证隔离开关处于断开位置,并保持操作机构锁牢; 隔离开关操作重点要防止带负荷拉、合刀闸,防止带接地合刀闸。

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5. 工作计划

第一周 首先了解并学习二次设计规程,后将老师决定的外国文献翻译成中文。

第二周 学习并消化保护装置说明书,系统了解毕业设计要做的任务后完成线路保护装置,并开始编写开题报告

第三周 根据保护说明书以及工程图纸了解保护柜的组屏。然后进行断路器和操作箱的学习,查找控制回路节点从而掌握控制回路工作过程

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