中低压配电系统继电保护的优化及其软件开发

论文摘要

继电保护作为电力安全生产体系中的重要环节,对确保电力系统的安全、稳定、可靠和经济运行有着重要的作用。继电保护装置动作的性能,不仅与其所采用的原理、设计等密切相关,而且也与其配置和整定密切相关。配电网络处于电力系统的末端,是电能输送的最后一个环节,直接承担着对用户的供电,其安全运行水平直接影响对用户的供电质量。因此根据实际电网的结构、参数和需求,对配电网的继电保护进行优化,改善配电网保护的整定方法和配置,在理论上和实际上都具有重要的意义。随着电网结构的日趋复杂,继电保护整定计算的技术难度和工作量越来越大。以往主要依靠人工并辅以专用计算工具进行整定计算的方式,由于计算量大,计算时间长,计算精度低,已经无法满足生产需要。随着计算机技术的发展及其在科研、生产领域的普及,利用计算机软件进行继电保护整定计算已经成为一种趋势。研究开发一个实用的配电系统继电保护整定计算软件是提高配电系统继电保护运行管理水平,提高劳动生产率的有效手段。本文首先分析了煤矿供电系统继电保护的重要性,以兖矿集团兴隆庄煤矿供电系统为例,参考由PSASP对系统建模计算得到的短路电流数据,针对现有继电保护的不足,提出了优化整定方案。结合煤矿供电系统的特殊性,对三段式保护的每一段都进行了改进。优化后方案能使保护最大限度满足要求,降低事故发生率。结合典型系统模型给出了改进后的计算结果,从选择性、速断性、可靠性和灵敏性四个方面分析评价了优化方案的合理性和优越性。本文开发的配电系统继电保护整定计算软件,以Microsoft VisualC++的MFC为开发环境,以优化后的配电系统继电保护整定方法为基础,整个程序基于对话框。该软件可实现图形编辑环境下的建模、文本方式的短路电流计算以及变压器和线路的各种保护类型在各种不同整定原则下的整定计算。计算结果可以以excel文件的形式进行保存,并且可以在程序中随时读取保存过的结果。实例分析模块针对兴隆庄煤矿典型系统图,可视化的显示各段线路的保护类型,方便用户在图中相关区域通过鼠标点击选择保护类型自动完成整定计算。最后,本文论述了改变现有保护配置的可行性,对网络式保护以及电压保护、速切保护等保护装置在本系统中应用的可行性进行了对比分析。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 本课题提出的目的及意义
• 1.2 本课题的研究现状及发展方向
• 1.2.1 配电系统继电保护优化部分
• 1.2.2 继电保护整定计算软件部分
• 1.3 本课题的主要工作
• 第二章 煤矿供电系统继电保护的优化整定
• 2.1 煤矿供电系统概述
• 2.1.1 现存问题分析
• 2.1.2 解决方法概述
• 2.2 限流电抗器的应用
• 2.2.1 限流电抗器的选择与校验
• 2.2.2 兴隆庄煤矿线路加电抗器后参数对比
• 2.3 整定方法的优化
• 2.3.1 瞬时速断保护的优化
• 2.3.2 限时速断保护的优化
• 2.3.3 定时限过流保护的优化
• 2.3.4 整体配合的优化
• 2.3.5 实例分析
• 2.3.6 可行性分析
• 2.4 本章小结
• 第三章 继电保护整定计算软件的开发
• 3.1 概述
• 3.2 软件的功能模块
• 3.2.1 图形绘制模块
• 3.2.2 文本编辑模块
• 3.2.3 实例分析模块
• 3.2.4 数据保存模块
• 3.2.5 数据读取模块
• 3.3 短路电流计算
• 3.3.1 短路电流计算界面
• 3.3.2 短路电流计算公式
• 3.4 变压器保护整定计算
• 3.4.1 整定界面
• 3.4.2 整定算法
• 3.5 线路保护整定计算
• 3.5.1 电流保护
• 3.5.2 距离保护
• 3.5.3 纵联保护
• 3.6 数据保存
• 3.7 本章小结
• 第四章 网络式保护的应用
• 4.1 网络式保护在配电网中应用的可行性
• 4.2 基于主从式通信网络的网络式保护技术
• 4.3 基于对等式通信网络的网络式保护技术
• 4.4 对等式保护技术在兴隆庄煤矿供电系统中的应用
• 4.4.1 网络无向图及邻接向量表
• 4.4.2 故障分析
• 4.4.3 保护判据
• 4.5 本章小结
• 第五章 配电系统继电保护配置的优化
• 5.1 概述
• 5.2 电压保护
• 5.2.1 过电流闭锁的电压速断保护
• 5.2.2 电压电流联锁速断保护
• 5.3 纵联保护在配电网中的应用
• 5.3.1 加速切保护的优势
• 5.3.2 信息交换的方式选择
• 5.3.3 纵联保护在配网中应用的可行性分析
• 5.3.4 纵联保护的整定
• 5.4 光纤纵联差动保护
• 5.5 兴隆庄煤矿供电系统光纤纵差保护应用研究
• 5.6 本章小结
• 第六章 结论与展望
• 附录
• 参考文献
• 致谢
• 学位论文评阅及答辩情况表