某小型水电站继电保护系统设计-开题报告-文献综述-参考文献

    随着我国的经济不断发展，对能源需求也越来越大，国家面临着能源供不应求的局面，国家急需电力事业的发展，以平稳国民经济发展提供保障。我国目前依旧以火力发电为主，但由于火力发展产生的环境污染，煤炭能源得消耗以及火电厂用电设备成本高等问题，水力发电相比较而言还是具有很大的优势。

水力发电不会排放污染，没有核辐射，水电站的水库可以进行综合利用，除了发电以外还能进行灌溉、航运、养殖、旅游等等用途。建国以来，我国在水电建设方面去得了不错得成绩。

    本^文档设计课题来源于水电站继电保护设计。主要针对水电站在电力系统中地位，拟定电站主接线方案，经技术经济比较，确定推荐方案，对其经短路电流的计算以及所需设备进行选择，并且对发电机、主变压器继电保护进行设计。

我选择设计本课题，是对自己已学知识的整理和进一步的理解、认识、学习和掌握继电保护设计的基本方法培养独立分析和解决问题的能力以及实际工程设计的基本技能，随着电力行业迅速发展，对继电保护的设计提出更高要求，因此，更需要我们认真对待并真正实现学以致用。

   

课题研究状况及发展过程

    在水电站中继电保护是保障电力系统安全运行的关键，继电保护装置作为电站重要的二次设备，对一次系统的运行状况进行检测、迅速反应异常和事故，并作用于断路器，保护控制。对继电保护装置的基本要求有四点：选择性、灵敏性、速动性、可靠性。

   随着科技的发展，在电力系统的正常运行、故障当时以及故障产生后的恢复过程中，控制操作得自动化程度越来越高，这些控制操作的技术和装备可分为两类，一保证电力系统正常运行的经济性和电能质量的自动化技术装备，将整个电力系统或其中一部分作为调节对象，进行电能生产过程中的自动调节，二是当电网或电力设备发生故障或出现影响安全运行的异常情况，自动切除故障设备和消除异常情况的技术与装备，其特点是动作迅速。继电保护除了能消除电力设备故障外，还对社会正常化以及经济生产正常化起到很大作用，一定程度上也保障了社会稳定和人们生命财产的安全。

   早期的继电保护装置都是由电磁型、感应型或者电动型继电器组成，统称为机电式继电器。这些继电器组成的继电保护装置称为机电式保护装置、这种保护装置抗干扰性能好，工作可靠，不需外加工作电源，使用时间长，但存在体积大、消耗功率大、动作速度慢，调试维护比较复杂等缺点。

   之后由于半导体晶体管的发展，出现了晶体管式继电保护装置，这种保护装置体积小、功率小、动作速度快，无机械转动部分，称为电子式静态保护装置，但其缺点是易受电力系统或外界电磁干扰的影响而误动或损坏。

   上世纪80年代后期，随着集成电路技术的发展，静态继电保护开始从第一代向第二代过渡，成为静态继电保护装置的主要形式。

   上世纪60年代末，有人提出用小型计算机实现继电保护的设想。由此开始了对继电保护啊计算机算法的研究，为微型计算机式继电保护的发展奠定理论基础。在20世纪70年代后半期，出线了比较完善的微机保护样机，并投入电力系统中试运行。80年代微机保护在硬件结构和软件技术方面成熟，90年代，微机保护在我国大量应用。

微机保护具有巨大的计算、分析和逻辑判断能力，有存储记忆功能，因而可用来实现任何性能完善且复杂的保护原理。微机保护可连续不断地对本身的工作情况进行自检，其工作可靠性很高，而且可用同一硬件实现不同的保护原理，这使保护装置的制造大为简化，也容易实现保护装置的标准化。此外，微机保护兼有故障录波、故障测距、事件顺序记录、与调度计算机交换信息等辅助功能，因此，获得广泛应用，成为目前继电保护装置的主要形式。

继电保护技术未来趋势是向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通讯一体化发展。

1.计算机化

随着计算机硬件的迅猛发展，微机保护硬件也在不断发展，从8位单CPU为基础的微机线路保护，大面积推广，目前在研究32位保护硬件系统。采用32位微机芯片并非只着眼于精度，32位微机芯片具有更高的集成度，更高的工作频率和计算速度，更大的寻址空间，丰富的指令系统和较多的输入输出口。

继电保护装置的微机化、计算机化是不可逆转的发展趋势。但对如何更好地满足电力系统要求，如何进一步提高继电保护的可靠性，如何取得更大的经济效益和社会效益，尚须进行深入研究。

网络化

计算机网络作为信息和数据通信工具已成为信息时代的技术支柱，使人类生产和社会生活的面貌发生根本变化。它深刻影响各个工业领域，也为各个工业领域提供强有力的通信手段，目前为主，除了差动保护和纵联保护外，所有继电保护装置只能反应保护安装处的电气量。继电保护的作用只限于切除故障元件，缩小事故影响范围，这主要缺乏强有力的数据通信手段。因继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围，还要保护全系统的安全稳定运行。这要去每个保护单元都能共享全系统的运行和故障信息数据，各个单元与重合闸装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作，确保系统的安全稳定运行。显然，实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络连接，实现微机保护的网络化。微机保护装置的网络化可大大提高保护性能和可靠性，从而也成为微机保护发展的必然趋势。

保护、控制、测量、数据通信一体化

实现继电保护的计算机化和网络化条件下，保护装置实际上是一台高性能、多功能计算机，是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。它可从网上获取电力系统运行和故障的任何信息和数据，也可将它获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心和任一终端。因此，每个微机保护装置不但可完成继电保护功能，而且在无故障正常运行情况下还可完成测量、控制、数据通信功能，即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。目前，为了测量，保护和控制的需要，室外变电站的设备，变压器或线路的二次电压、电流都必须用控制电缆引到主控室。所敷设的大量控制电缆不但要大量投资，使二次回路非常复杂。但如将保护、控制、测量、数据通信一体化的计算机装置，就地安装在室外变电站的被保护设备旁，将被保护设备的电压、电流量在此装置内转换成数字量后，通过计算机网络送到主控室，则可免除大量控制电缆。

继电保护技术计算机化、网络化、保护、控制、测量、数据通信一体化和智能化，这对继电保护工作者提出艰巨的任务，也开辟了活动的广阔天地。

三、设计（研究）的重点与难点，采用的途径：

本课题重点确定水电站发电机、主变压器的继电保护方式确定，以及各设备保护整定计算。难点在于保护方式的确定与整定计算。

途径：根据资料数据，确定主接线方式，主变压器保护方式，根据主接线运行方式、供电可靠性和重要程度等因素确定线路保护方式，最终确定设计方案。

四、^范文提纲

    1. 绪论

    1.1 继电保护的作用与任务

    1.2 继电保护的基本原理

    1.3 继电保护的整定

2. 设计概述

    2.1 设计依据

    2.2 设计规模

    2.3 设计原始资料

3. 短路电流计算

    3.1 引言

    3.2 基准参数选定

    3.3 短路电流计算

    3.4 短路电流计算结果

4. 水电站继电保护及故障分析

    4.1 本系统故障分析

    4.2 发电机继电保护装置设置

    4.3 主变压器继电保护装置设置

    4.4 本设计继电保护装置原理概述

参考文献

  都洪基阐述了：“电力系统继电保护的基本原理、各种基本继电器的分析方法和整定原则”根据文献《新世纪电气及自动化类规划系列教材：电力系统继电保护原理》。

  许建安阐述了：“水轮发电机的继电保护、电力变压器的继电保护等”根据文献《水电站继电保护》。

  高有权、高华、魏燕等人介绍了：“发电机变压器组保护设计主要原则、微机型保护构成原理，同时针对当前电力工程设计及整定计算的实际需要介绍了发电机保护、变压器保护、发电机变压器组保护、厂用电源保护及其整定计算、保护整定计算实例“等内容。根据文献《发电机变压器继电保护设计及整定计算》

  王维俭、王赞基等人针对及三峡、龙滩等大型水电站的发电机组保护提出：“大机组主保护的定量化和优化设计新方法”；“研讨提高大型发电机定子单相接地保护的灵敏性和可靠性，提出了利用单相接地故障分量的定子单相接地保护新方案”等内容。根据文献《大型发电机变压器内部故障分析与继电保护》

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[2]李火元.电力系统保护及自动装置[M].北京：中国电力出版社2006.6

[3]王维俭.大型发电机变压器内部故障分析与继电保护[M].北京：中国电力出版社2006.6

[4]王士政.电力工程类课题设计及^文档设计指导教程[M].中国水利水电出版社  2003

[5]贺家李.电力系统继电保护原理[M].北京：中国电力出版社2010.8

[7]马英丽.供用电网络继电保护[M].北京：中国电力出版社2006.9

[8]能源部电力设计院.电力工程电气设计手册[M].北京：水利水电出版社2006.6

[9]西北电力设计院.电力工程电气设备手册[M].北京：中国电力出版社2006.9

[10]许建安.水电站继电保护[M].北京：水利水电出版社2000.5

[11]高有权.发电机变压器继电保护设计及整定计算[M].北京：中国电力出版社2011.7

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