湖南工学院毕业设计(论文)开题报告
题 目 学生姓名 10KV配电网中性点接地方式的探讨 宁志祥 班级学号 1330140243 指导教师 专业 欧阳峰 电气工程及其自动化 1.本次选题的目的和意义 本课题对小电流接地系统现状和发展方向进行深入了解，熟悉和学习相关新型中性点接地方式的运用。电力系统规模的扩大和现代化水平的提高，对变电站监控和保护系统的可靠性、安全性、经济性和可用性的要求越来越高，20世纪70年代以来，世界上各主要工业化国家，如美、日、英、法、德、瑞典等都开展将变电站监控和保护综合在一起的研究，也就是国内统称的变电站综合自动化。目前该技术经过20多年的发展已进入推广应用阶段，国内的研究开发工作从80年代后期开始，并迅速得到发展。促使变电站综合自动化技术迅速推广和应用的原因主要有三点：常规变电站二次系统存在诸多缺陷；电力系统对变电站保护、监控等提出了更高的要求；新技术的迅速发展为其奠定了技术基础。 由于电网中性点经电阻和经消弧线圈接地各具特点，特别是自动跟踪补偿消弧线圈的出现，使得这两种接地方式成为目前我国中压配电网中性点接地方式选择的焦点。有些地区在技术经济上未作全面分析比较，不结合当地实际情况，盲目地采用不适当的中性点接地方式，使得电网弧光接地和谐振接地过电压引起的故障还时有发生，特别是在限制过电压、补偿电网单相接地电容电流以及继电保护等方面还存在问题。这对电网的安全、可靠运行带来很大影响。且过去对10kV电网中性点接地方式地研究大都局限于某一方面的问题。因此，对中性点接地方式进行系统深入地研究是十分必要的。 2.国内外研究现状与发展趋势 在电网发展初期，中压电网中性点采用直接接地方式，其出发点主要认为工频过电压是事故的主要根源。当时人们认为短时间工频电压升高3倍，将会危及设备的绝缘。实践证明，这一观点是错误的。由于线路开关频繁开断，使设备严重烧损并维修困难。因此，将中性点改为不接地方式，可靠性才显著提高。而后，随着电压等级的逐渐升高，电网延伸的范围扩大，当电容电流达到某一临界值时，接地电弧不能自行熄灭，往往形成电弧短路或间歇电弧过电压事故，再次构成新的危害。针对这些问题，Pertersen在研究了多次电弧接地事故之后，提出了高频熄弧理论，1916年Pertersen发明了消弧线圈，世界上第一台消弧线圈于1917年在德国Pieidensheim电厂的一台发电机中性点投入运行，迄今己有91年历史。消弧线圈广泛用于中压电网，使90%以上的单相接地故障皆可自动消除。 因对中压电网中性点接地方式，世界各国也有不同的观点及运行经验，就我国而言，对此在理论界、工程界也是讨论的热点问题，在中压电网改造中，其中性点的接地方式问题，现已引起多方面的关注，面临着发展方向的决策问题。 目前，在我国的配电系统中，中性点的接地方式基本上有三种：中性点绝缘接地方式、中性点经小电阻接地方式和中性点经消弧线圈接地方式。国内配电网中性点采用经消弧线圈、小电阻、低电抗、大电阻、不接地方式。尤其是经小电阻和经消弧线圈这两种接地方式近几年发展很快。中性点采用小电阻接地的系统能迅速切除故障线路，使系统免受长时间故障的冲击，基本上能保证系统设备安全。而中性点采用消弧线圈接地在限制接地故障时的弧光过电压、系统正常运行时铁磁谐振过电压和系统供电的可靠性方面的优点也是十分明显的。 中压电网中性点接地方式发展到现在，目前世界上中性点接地方式共有两大类: 凡是需要断路器遮断单相接地故障者，属于大电流接地方式；凡是单相接地电弧能够瞬间自行熄灭者，属于小电流接地方式。其中大电流接地方式类中有低电阻、低电抗和直接接地；小电流接地方式类中有谐振接地、不接地和高电阻接地。单相接地电流的电弧能否自动熄灭，应是界定两类接地方式的必要和充分条件。对于10kV的电网来说，临界接地故障电流为10A。 所以谐振接地(也称经消弧线圈接地)，和经低电阻接地两种方式是现代10kV电网中最具代表性的两种方式，针对消弧线圈调谐不便和不能配以继电保护的不足，目前又提出了自动跟踪补偿消弧线圈和微机接地保护。 基于人为接地分流技术的中性点接地方式，使故障点残流降至接近于零，从而降低了恢复电压的初速度并限制了其最大值，避免接地电弧重燃。通过人为接地分流与中性点不接地、中性点经消弧线圈全补偿、中性点经200Ω电阻接地的实验室对比验证及Matlab／PSB数值建模分析。 国外变电站综合自动化系统的研究工作开始于70年代，最早是用微机型远动装置代替布线逻辑型的远动装置:同时变电站监控系统的功能在扩大，供电网的监控功能正以综合自动化为目标迅速发展。在1975年，日本开始研究用于配电变电站的数字控制系统(称为SDSC-1)，1980年开始商品化。SDSC-1按功能分成了三个子系统：①继电保护系统；②测量子系统；③控制子系统。 随着我国经济建设的飞速发展，电力对企业生产、经营活动的正常进行起着越来越重要的作用，对于许多大型企业，尤其是钢铁、冶金、石化行业的企业，对供配电的可靠性要求非常高，电力供应不仅要能够满足生产的需要，而且必须运行安全、可靠、经济、合理。因此就产生了企业配电综合自动化，它在21世纪初在我国工矿企业中才刚刚兴起，它的发展晚于电力系统变电站综合自动化。 众所周知，发电机和变压器是构成电力系统必不可少的重要电器元件。发电机和变压器高压侧三相绕组通常接成星形（Y），起绕组的公共联接点称为电力系统的中性点。 中性点运行方式的确定是一个综合性的问题。它与电压等级、单相接地短路电流、过电压水平、保护配置等有关，直接影响电网的绝缘水平、系统供电可靠性、主变压器和发电机的运行安全以及时通信线路的干扰等。 随着社会经济的发展和科学技术现代化对电力依赖和消费程度越来越高，对用户供电的可靠性，也不再是靠带单相接地故障运行2h来保证，而是靠电网结构和电力调度控制来保证。 随着电网规模扩大，单相接地电流也随之增大，而威胁到设备的安全。为此，10kV单电源辐射形或树状形供电，必须向环网双电源供电改造。 此外，由于现代化城镇建设对市容的要求，10kV架空线路应改造为以电缆供电为主，架空线路为辅，这也成必然趋势。所以10kV电网中性点不接地或经消弧线圈接地方式，将随用电负荷逐年递增与电网结构的变化而变化。 为满足今后电力发展的需要，必须根据电力负荷、电网结构、电缆回数、过电压保护、跳闸方式，以及继电保护构成和电力系统稳定性等因素，对10kV电网中性点接地方式进行选择确定，从而达到中性点接地方式的优化。 3.设计内容及可行性分析 本设计的具体内容： 主要针对10kV配电网中性点接地运行方式的选择问题进行研究.论文首先针对10kV配电网中性点接地运行方式进行分析,比较不同运行方式的特点,然后通过介绍某电网10kV系统中性点接地方式的应用，对10kV系统中性点接地的基本概念、设计思想进行分析和研究。讨论了小电流接地的作用及相应弊端，对今后的进一步工作提供了依据和思路。介绍分析了某区配电网系统的中性点接地方式和运行实际,得出使用的配电网采用消弧线圈配小电流接地选择保护效果较好。 可行性分析： 1.技术可行性 本课题所涉及的研究项目，在国内外已经有相当成熟的理论基础和技术基础。 2.经济可行性 本课题通过毕业实习实地观察学习来完成，没有任何经济上的负担，通过本课题可以自主利用我校实验机房的软硬件设备，既节省了学校的经费，又锻炼了学生的自我研发意识和自己动手的能力。 3.操作可行性 本课题要求对配电网运行知识有比较细致的了解，能够通过对于已有文献的学习和已有技术的研习，利用自己在大学学习的电气工程及其自动化专业相关的知识，完全可行。 4.设计进度安排 起止日期 第1周 工作内容 提交论文题目和提纲、开题报告 提交毕业设计任务书给指导老师 提交中期毕业论文给指导老师并听取修改意见 提交修改后的毕业论文初稿给指导老师并听取修改意见 第13-14周 第15周 提交毕业论文给指导老师和评阅老师评阅 进行总结，准备答辩 备注 进度安排 第2周 第5-10周 第10-12周 5.参考文献 [1]要焕年、曹梅月.电力系统谐振接地.北京：中国电力出版社.2000 [2]李福寿.消弧线圈自动调谐原理.上海：上海交通大学出版社.1993 [3]康心良、李景禄.自动跟踪消弧装置与配电网的安全可靠性.[J].高电压技术.1998 [4]高玉明.电力系统过电压与绝缘配合.北京:清华大学出版社.1988 [5]李志平.10kV小电阻接地系统的参数特点及其短路计算[J].广东电力.1999 [6]朝廷臣.工厂供电[M].机械工业出版社.1992 [7]陈柏超、陈维贤、尹忠东等.10kV电网新型自动调谐消弧线圈及控制装置[J].中国电力.1997 [8]贺家李、宋从矩.电力系统继电保护原理.中国电力出版社.2007.6 [9]雍静.供配电系统.机械工业出版社.2006.5 指导教师(签名)： 年 月 日 指导教师批阅意见
10kv配电网中性点接地运行毕业设计开题报告
