基于BPA的某220kV输电线路继电保护配置和整定设计开题报告

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讲师    硕士

课题名称

基于BPA的某220kV输电线路继电保护配置和整定设计

毕业设计（论文）类型（划√）

工程设计

应用研究

开发研究

基础研究

其他

√

一、 本课题的研究目的和意义：

继电保护整定计算是一项与工程实际紧密结合的工作，目前国内地区电网继电保护整定计算应遵循国家标准《GB/T 50062-2008电力装置的继电保护和自动装置设计规范》和行业标准《110kV电网继电保护装置运行整定规程》以及《220-500kV电网继电保护装置运行整定规程》。220kV输电线路送点距离长，传输容量大，重要性高，为了保证整个电力系统供电的可靠性与稳定性，对这类线路的继电保护配置方案的设计尤为重要。

    电力系统在生产过程中，有可能发生各类故障和各种不正常情况。其中故障一般可分为两类：横向不对称故障和纵向不对称故障。横向不对称故障包括两相短路、单相接地短路、两相接地短路三种，纵向对称故障包括单相断相和两相断相，又称非全相运行。 

不正常情况有过负荷、过电压、电力系统振荡等.电气设备的过负荷会发生发热现象，会使绝缘材料加速老化，影响寿命，容易引起短路故障。

继电保护是任何电力系统必不可少的组成部分，对保证系统安全运行、保证电能质量、防止故障的扩大和事故的发生，都有极其重要的作用。

通过本次设计掌握和巩固电力系统继电保护的相关专业理论知识，熟悉电力系统继电保护的设计步骤和设计技能，根据技术规范，选择和论证继电保护配置选型的正确性，并培养自己在实际工作中的应用能力，创新能力和独立工作能力。 

二、 文献综述（国内外研究情况及其发展）：

继电保护技术的发展现状继电保护技术是随着电力系统的发展而发展的，它与电力系统对运行可靠性要求的不断提高密切相关。熔断器就是最初出现的简单过电流保护，时至今日仍广泛应用于低压线路和用电设备。但是由于电力系统的发展，力系统中正常工作电流和短路电流都不断增大，熔断器已经不能满足选择性和快速性的要求，于是出现了作用于专门的断流装置的过电流继电器。随着电力系统发展，继电器才广泛运用于电力系统中。

自第一代机电型感应式过流继电器在电力系统应用以来，继电保护的发展已经经过了一个世纪。在刚开始的二十年里，各种继电器相继出现，如差动保护、电流方向保护、距离保护、高频保护，这些保护原理都是通过测量故障发生后的稳态工频量来检测故障的。尽管以后的研究工作不断发展和完善了电力系统的保护，但是这些保护的基本原理并没有变，至今仍然在电力系统继电保护领域中起主导作用。

继电保护装置是保证电力系统安全运行的重要设备。满足电力系统安全运行的要求是继电保护发展的基本动力。快速性、灵敏性、选择性和可靠性是对继电保护的四项基本要求。经过近百年的发展后，在继电保护原理完善的同时，构成继电保护装置的元件、材料等也发生了巨大改变。继电保护装置经历了机电式、整流式、晶体管式、集成电路式、微处理机式等不同的发展阶段。 

50年代，我国工程技术人员创造性地吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护设备性能和运行技术，建成了一支具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍，对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。建立了我国自己的继电器制造业，为我国继电保护技术的发展奠定了坚实基础。

自50年代末，晶体管继电保护已在开始研究。60年代中到80年代中是晶体管继电保护蓬勃发展和广泛采用的时代。在此期间，从70年代中，基于集成运算放大器的集成电路保护已开始研究。到80年代末集成电路保护已形成完整系列，逐渐取代晶体管保护。到90年代初集成电路保护的研制、生产、应用仍处于主导地位，这是集成电路保护时代。

国内微机保护的研究开始于70年代末，起步较晚，但发展很快。1984年我国第一套微机距离保护样机在试运行成功，1990年第二代微机线路保护装置正式投入运行。目前，高压线路、低压网络、各种主电气设备都有相应的微机保护装置在系统中运行，特别是线路保护已形成系列产品，并得到广泛应用。国产微机保护经过多年的实际运行，依靠先进的原理和技术及良好的工艺已全面超越进口保护。现在220KV系统继电保护基本国产化，反映了继电保护技术在我国的长足发展和国产继电保护设备的明显优势。

微机保护经过近20年的应用、研究和发展，已经在电力系统中取得了巨大的成功，并积累了丰富的运行经验，产生了显着的经济效益，大大提高了电力系统运行管理水平。近年来，随着计算机技术的飞速发展以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被不断应用于计算机继电保护中，以期取得更好的效果，从而使微机继电保护的研究向更高的层次发展，其未来趋势向计算机化，网络化，智能化，保护、控制、测量和数据通信一体化发展。

现在220kV线路保护主保护基本使用光纤差动保护与高频保护，而后备保护则是使用零序电流保护、接地距离保护、相间距离保护。而最新保护方式还有行波保护等。

    电力系统分析计算中提到的BPA通常是指一套应用广泛的电力系统分析软件工具，最初是上世纪60年代由美国邦纳维尔电力局（Bonneville Power Administration，BPA）开发的潮流（LF）和暂态稳定程序（TSP），如今多指PSD-BPA程序，通称中国版本的BPA。　BPA是一款运用于大型电网系统的分析工具软件，1984年由中国电力科学研究院引入我国，主要用于潮流计算和暂态稳定计算。目前，它具备了电力系统稳态、短路电流计算、电压稳定计算和频域计算等交直流电力系统全过程仿真能力。

三、 本课题的主要研究内容（提纲）和成果形式：

BPA的使用方法

220kV输电线路保护配置方案的选择和保护整定计算方法的研究

220kV输电线路继电保护的整定计算

BPA格式的电网数据文件

220kV输电线路继电保护配置方案

220kV输电线路继电保护的整定计算书

基于BPA的某220kV输电线路继电保护配置与整定设计的设计论文

四、 拟解决的关键问题：

继电保护要达到及时切除故障，保证电力系统安全稳定运行的目的，需要进行多方面的工作，包括设计、制造、安装、整定计算、调试、运行、维护等，继电保护整定是其中极其重要的一项工作。建立数据文件，并利用BPA分析工具软件，进行输电线路的短路计算，然后进行整定。

五、 研究思路、方法和步骤：

一、按照国家标准选择该设计继电保护配置

二、进行短路计算

三、对该设计进行整定

四、对该设计进行校验

六、 本课题的进度安排：

2.25-3.24 查阅资料、完成翻译和综述

3.25-4.10 完成保护方案的选择和保护整定计算方法的研究

4.11-4.30 学习BPA的用法

5.1 -5.15 完成整定计算

5.16-5.31 撰写毕业论文

6.1 -6.14 准备答辩

七、 参考文献：

[1]李火元.电力系统继电保护及自动装置.第一版，北京：中国电力出版社，2004

[2]贺家李等.电力系统继电保护原理.第四版，北京：中国电力出版社，2010

[3]陈衍.电力系统稳态分析.第三版，北京：中国电力出版社，2007

[4]许建安.电力系统继电保护整定计算.中国水利水电出版社，2007

[5]陈根永.电力系统继电保护整定计算原理与算例.化学工业出版社

[6]严琪.地区电网继电保护整定及相关问题探讨[D].华中科技大学,2006

[7]DL/T 559-2007 220-750kV 电网继电保护装置运行整定规程

八、 指导老师意见：

                                                指导老师（签名）：

年    月    日

九、 系（部）意见：

                                                系（部）主任（签名）：

年    月    日