1、 毕业设计毕业设计( (论文论文) )开题报告开题报告 题目题目： 高次谐波接地选线保护软件研究及仿真设计高次谐波接地选线保护软件研究及仿真设计 课课 题题 类类 别：别： 设计设计 论文论文 学学 生生 姓姓 名：名： 学学 号：号： 班班 级：级： 专业（全称） ：专业（全称） ： 指指 导导 教教 师：师： 2012 2012 年年 3 3 月月 一、本课题设计（研究）的目的： 在我国电力系统中性点接地方式有两种，分别是中性点直接接地方式和中性点非 直接接地方式。110kV 及以上电网采用中性点直接接地方式，在这种系统中，发生单 相接地时，短路电流很大，故称大电流接地系统。电压等级在 1
2、10kV 以下、6kV 以上 的中低压配电网络中，其中性点接地方式主要为非直接接地方式，即不接地或者经过 消弧线圈接地，这样的系统一般称为小电流接地系统。 小电流接地系统直接面向用户。根据电力运行部门统计，其发生单相接地故障的 几率最高，可占总故障的 80%左右，这时供电仍能保证线电压的对称性，且故障电流 较小，不影响对负荷连续供电，故不必立即跳闸，规程规定可以连续运行 1 至 2 小时。 尤其在瞬时故障下，短路点可以自行灭弧，恢复绝缘，不需要运行人员采取什么措施， 这对于减少用户短时停电次数具有积极意义。 但是，随着配电网的迅速发展，电网中电缆线路的比例上升，缆线混合线路越来 越多，系统线路
3、也增多，系统单相接地故障电流增大，长时间运行就容易使故障扩大 成两点或者多点接地短路，弧光接地还会引起全系统过电压，进而损坏设备，破坏系 统安全运行，所以运行人员必须及时查明故障线路，以便采取相应对策解除故障，恢 复系统正常运行。由于该种故障造成的故障电流很小，不易检测，尤其是对于中性点 经消弧线圈接地的系统难以准确选出故障设备，因此，小电流接地系统中发生单相接 地故障时如何正确选择故障线路，一直是继电保护领域里的一个研究方向。目前系统 中采用的小电流接地选线方法主要有：高次谐波法、暂态分量法、能量法、有功分量 法等。 通过本课题的研究，在了解小电流接地系统中单相接地故障的特点基础上，以中 性
4、点经消弧线圈接地的小电流接地系统中的高次谐波接地选线保护作为研究对象，研 究这种保护的原理、特点及相应微机保护的算法，利用虚拟现实技术设计开发出高次 谐波接地选线保护装置虚拟仿真平台并进行运行仿真调试。通过本课题的毕业设计使 学生对所学专业知识进行综合应用，以提高分析问题和解决问题的能力。 二、设计（研究）现状和发展趋势： 对于故障选线的研究，在前苏联，小接地电流系统得到了广泛应用，并对其保护 原理和装置给予了很大重视，研制了几代装置，在供电和煤炭行业得到了应用，保护 原理从过电流、无功方向发展到了群体比幅。装置由电磁式继电器，晶体管发展到了 模拟集成电路和数字电路，而微机构成的装置较少。日本
5、在供电、钢铁、化工用电中 普遍采用中性点不接地或经电阻接地系统，选线原理简单，采用基波无功方向法。近 年来，在如何获取零序电流信号以及接地点分区段方面投入不少力量，采用光纤研制 的架空线和电缆零序互感器试验成功。德国多使用中性点经消弧线圈接地系统，并于 20 世纪 30 年代就提出了反映故障开始暂态过程的单相接地保护原理，研制了便携式 接地报警装置。法国使用中性点经电阻接地系统几十年后，现在正以中性点经消弧线 圈接地系统取代中性点经电阻接地系统，同时开发了高新技术产品：零序导纳接地保 护。20 世纪九十年代初，国外已将人工神经网络原理应用于单相接地保护，并有文献 提到应用专家系统方法，随着小波
6、分析的出现和发展，国内外均有文献提及，利用小 波分析良好的时频局部性，分析故障暂态电流的高频分量的方法。 我国从 1958 年起， 就一直对小电流接地系统单相接地故障的选线问题进行研究， 提出了多种选线方法，并开发了相应的装置。20 世纪 50 年代我国有根据首半波极性 研制成功的接地保护装置和利用零序电流五次谐波研制成功的接地选线定位装置。70 年代后期，上海继电器厂和许昌继电器厂等单位研制生产了一批有选择性的接地信号 装置，如反映中性点不接地系统零序功率方向保护 ZD-4 型保护，反映经消弧线圈接 地系统 5 次谐波零序功率方向的 ZD-5、ZD-6 型保护。有些运行部门还采用反映零序 电流增大的零序电流保护来选线。近几年来，随着微机在电力系统中的推广，相继又 出现了一些微机型接地选线装置和适合微机实现的选线理论。其中有南自研究院研制 的微机小电流接地系统单相接地选线装置，其主要原理是比较线路零序电流 5 次谐波 的大小和方向；华北电力大学利用零序电流的 5 次
