核电厂220kV开关站保护配置研究-开题报告-文献综述-参考文献

1.1 课题意义

核电与水电、火电一起构成世界能源的三大支柱，在世界能源结构中占有重要的地位。目前，全球气候变暖、金融危机蔓延，很多国家重新把核能作为一种重要的可替代的洁净能源列入发展规划［1］。自1991年以来，我国已有数十台核电机组投入商业运行，且目前还有很多在建核电机组。在核电厂发展的同时，对于核电安全的话题也慢慢引起人们的关注，2011年日本福岛核电厂事故更是引起人类的恐慌，不得不说核电的安全显得尤其重要。日本福岛事故导致电厂失去厂外电源和厂内电源，导致全厂失电，所有的自动保护动作无法进行自动干预，只能看着事故进一步恶化，由此可见电源对于一个电站的安全来说非常重要［2］。

大型火电厂一般只有一种途径与电网连接，就是通过主变压器将发出的电送电网。核电厂与电网的连接有两个途径：一个是通过主变压器接入电网，另一个是通过辅助变压器接入电网，简要的说就是核电厂配备两个开关站，500kV和220kV开关站。220kV开关站的作用可以认为是核电厂的纵深防御策略之一，在电厂失去发电机和厂外500kV主电源时，220kV开关站为核电厂安全停堆所需的厂用设备提供电源，以确保核电厂的安全［3］。 

对于核电厂的安全来说220kV开关站的重要性不言而喻，要保证220kV开关站安全稳定可靠地运行，有一套比较完善的继电保护是必不可少的。本文探讨了典型的220kV开关站应该配置的继电保护种类和方式，并针对核电厂220kV开关站不同的接线方式，选择针对性的继电保护装置，以确保核电厂220kV开关站在运行异常的情况下继电保护能快速准确地动作，以保证220kV开关站的安全。

1.2 国内220kV开关站继电保护现状

220kV开关站对电力系统的安全使用具有非常积极的意义，它可以确保电网安全、高效、经济地运行，提高国家电网的经济效率，是供配电的核心。对220kV开关站继电保护装置进行研究已是当前电力系统的关键，且可以增强我国电力行业的发展。

对于220kV开关站来说最主要的设备是变压器、开关、母线及输电线路等，其中变压器是开关站工作的核心，对整体输电电压进行控制和调整。国内220kV开关站为确保变压器安全运行，对变压器进行整体全方位监控，以降低外部短路和过负荷导致的输电风险，具体主要实施三种保护：第一，进行气体保护，进行气体保护的过程中主要是对变压器油箱内部故障和油面的降低状况进行调整控制，对电压进行防预调节，降低信号式跳闸，对变压器运行状态进行检测。第二，差动保护和电流速断保护，对防御变压器的内部故障进行分析，对变压器进行全方位掌握，降低引出线相间短路、接地短路的状况，防止发生开关站跳闸事故。第三，过流继电保护，是对外部短路引起的短路电流进行控制防止跳闸［4］。

母线作为电能分配和集中的主要设备，其运行是否正常很重要，虽然母线结构非常简单，但母线也存在各种故障。如果高压母线故障，继电保护动作不及时，会使电力系统的稳定性遭到破坏，从而使事故扩大。为了避免这种现象，现国内对于220kV开关站的母线装设了专门的母线保护，主流220kV开关站的母线接线方式为双母线接线，并采用差动保护原理构成。同时为了避免继电保护动作而断路器拒动导致事故扩大还设置了后备保护——断路器失灵保护。现国内220 kV 母线保护按照标准化设计必须采用双重化配置, 但国内有些运行时间较长的开关站原来只配置了一套保护装置, 基本都已达到了运行年限, 老化严重, 且经常发生故障，为了电网的稳定，这些开关站的母线保护急需改造［5］。

电力线路承担着电能输送、分配作用，其安全稳定运行影响整个开关站，必须对输配电线路配置完善的继电保护。现国内220kV开关站输电线路中，主要针对接地故障和相间短路故障装设继电保护装置。220kV开关站主流保护配置为：主保护通常采用高频保护，后备保护采用距离保护［6］。

1.3开关站继电保护发展趋势

1.3.1  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共享全系统数据、信息和网络资源的能力、高级语言编程等。

1.3.2  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。

1.3.3  智能化

随着计算机技术的飞速发展及计算机在电力系统继电保护领域中的普遍应用,新的控制原理和方法不断被应用于计算机继电保护中,近年来人工智能技术如专家系统、人工神经网络、遗传算法、模糊逻辑、小波理论等在电力系统各个领域都得到了应用,从而使继电保护的研究向更高的层次发展,出现了引人注目的新趋势［7］。

1.3.4  综合自动化

现代计算机技术、通信技术和网络技术为改变开关站目前监视、控制、保护和计量装置及系统分割的状态提供了优化组合和系统集成的技术基础。高压、超高压开关站正面临着一场技术创新。实现继电保护和综合自动化的紧密结合，它表现在集成与资源共享、远方控制与信息共享。以远方终端单元(RTU)、微机保护装置为核心，将开关站的控制、信号、测量、计费等回路纳入计算机系统，取代传统的控制保护屏，能够降低开关站的占地面积和设备投资，提高二次系统的可靠性。随着科学技术的发展，功能更全、智能化水平更高、系统更完善的开关站综合自动化系统，必将在中国电网建设中不断涌现［8］。

二、^范文提纲

1核电厂220kV开关站简介

1.1核电厂220kV开关站的作用

1.2核电厂220kV开关站接线方式

2核电厂220kV开关站保护配置的选择

2.1典型220kV变电站保护配置

2.1.1主变压器保护

2.1.2母线保护

2.1.3线路保护

2.2核电厂220kV开关站保护配置选择

3核电厂220kV开关站保护配置介绍

3.1差动保护

3.1.1差动保护的工作原理

3.1.2差动保护的工作特性

3.1.3差动保护逻辑

3.1.4差动保护的输入输出信号

3.1.5差动保护动作后的检查和处理

3.2变压器高压侧复压过流保护

3.3变压器高压侧零序过流保护

3.4变压器非电气量保护

4总结

三、参考文献

[1]王新新.新时期我国核电发展现状及对策分析研究［J］.节能技术，2010（1）

[2]周全之.浅析日本福岛核电事故原因及影响［J］.大众用电，2012（1）

[3]李金芳.核电厂优先电源分析［J］.产业与科技论坛，2013，12（2）

[4]陈训涛.220kV变电站变压器运行与继电保护措施探析［J］.电子技术与软件工程,2013（5）

[5]左可飞.220kV母线保护改造技术原则探讨［J］.四川电力技术，2010，33（4）

[6]杨娟.220kV高压电网继电保护配置［J］.电力学报，2010，25（1）

[7]于华.220 kV 变电站线路保护分析［J］.机电信息，2010（12）

[8]樊静玲.电力系统继电保护的现状与发展［J］.中小企业管理与科技(上旬刊)，2013（12）

[9]尚宪和.超高压岗位值班必读［M］.海盐：中核核电运行管理有限公司，2014.

[10]戚屯锋.核电厂中级运行［M］.北京：中国原子能出版社，2008.

[11]管新娟.辅助电源系统手册［M］.上海：华东电力设计院，2008.