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第一篇：《高压直流输电系统》开题报告
《高压直流输电系统》开题报告
一、毕业设计(论文)课题来源、类型 本毕业设计（论文）的课题来源为导师给定，课题类型为研究类。
二、选题的目的及意义 本毕业设计（论文）的主要任务是高压直流输电系统谐波电流的分析与研究。 我国能源和负荷的地理分布极不均衡，决定了我国要解决21世纪上半叶的电力供应问题，就必须在大力开发水电和火电的同时，建设全国能源传输通道，实现长距离大容量的“西电东送”和“北电南送”，从而实现全国联网，充分发挥电网的水火互补调剂及区域负荷错峰作用。目前，我国已经建成了多条直流输电线路，包括早期建成的舟山试验工程和葛卜直流输电工程，以及近年新建的天广、三常、三广和贵广直流输电工程等。我国正在建设和规划建设中的还有灵宝背靠背、三峡一上海、云南水电送广东、四川水电送华中、华东以及西南水电送江西、福建，广东一海南联网等直流输电工程。我国的直流输电技术必将在此过程中有长足的发展。直流输电因其输电容量大，控制响应速度快，自身没有同步运行的稳定性问题，远距离、大容量送电优势明显，已成为我国重要的远距离、大容量送电和区域联网方式。 高压直流输电中的谐波问题也日益突出，谐波的存在使
得系统电能质量下降。其不但会严重影响电力系统自身的安全运行，而且还影响输变电设备的正常运行和干扰周围的通信系统。为此，我国于1993年对电网中的谐波制定了相应的国家标准。 谐波对电力系统和其他用电设备可能带来非常严重的影响和危害。如果交、直流系统的谐波分量过大，会使系统电压波形发生畸变，降低电能的质量。谐波电压和谐波电流对电力系统的影响一般有以下几点：
1．会在电网中引起局部的并联或串联谐振，加大了谐波分量；
2．由谐振导致的局部过电压，加速电力设备绝缘老化，缩短使用寿命，增加建设投资；
3．增加电网中发电机和电容器的附加损耗；
4．影响换流器控制的稳定性；
5．干扰邻近的通信设备，使电话线路产生杂音，降低通信质量。
6. 干扰仪表和电能计量，造成较大误差;
7. 对继电保护或自动控制装置产生干扰和造成误动或拒动
8．谐波的存在对电网的经济运行也有一定程度的影响。即使是在谐波分量没有超标的情况下，谐波也会造成大量有功功率和无功功率的损耗。虽然它的相对值并不大，但是绝对数量也是非常可观的。 高压直流输电的换流器是一个高度非线性的谐波源，高
压直流输电系统运行时会在交、直流系统中产生丰富的谐波，包括特征谐波及非特征谐波，因而进行谐波治理之前需要了解高压直流输电系统中谐波的次数及含量。这也正是本课题的研究意义所在。
三、本课题在国内外的研究状况及发展趋势 由于电力系统日益复杂化以及电能质量要求日益提高，高压直流输电系统谐波检测研究也在向纵深发展，主要发展趋势有：
(1)谐波检测对象研究从以稳态谐波检测研究为主转向非稳态谐披(波动谐波、快速变化谐波)检测。目前，对稳态谐波检测的研究已经比较深入，其中的.FFT检测方法及其实现技术已经比较成熟。
(2)谐波检测方法研究将以改善FFT为主转向探索新的有效方法。由于DFT、FFT受使用条件的限制，对小波变换、瞬时无功功率理论、d-q旋转坐标变换、NN遗传算法等开展深入研究是一种必然选择，这些新的谐波检测方法被广泛应用是一种发展趋势。
(3)谐波检测实现技术研究将以模拟电路技术和不可编程数字电路技术为主转向追求高精度、高速度和高可靠性、高实时性、高鲁棒性的可编程器件技术”。
(4)谐波理论研究从以传统谐波理论研究为主转向通用谐波理论。传统的谐波理论很少关注不同次谐波之间产生的畸变
功率问题以及非稳态谐波问题，已经不能完全适应电力系统复杂化的客观实际，探索适用于复杂化系统的通用谐波理论以及新的谐波评定方法，不仅是谐波理论自身发展的需要，更是解决电力系统谐波问题的客观需求。
四、本课题主要研究内容 本课题主要研究内容为：
（1）了解国内外高压直流输电系统及其谐波问题的研究状况及研究方法。
（2）学习快速傅里叶变换（FFT）理论，深入研究分析FFT理论用于分析高压直流输电系统谐波的可行性和可能遇到的问题。
（3）利用Matlab编写基于FFT谐波检测算法，验证该算法程序的正确性和有效性。
（4）利用Matlab搭建 Simulink 仿真模型产生比较符合实际的高压直流输电系统电流波形并进行抽样采集。
（5）利用已经编写好的基于FFT谐波分析程序来分析研究各种运行情况下的谐波特性。
第二篇：变电站设计开题报告
毕业设计（论文）
开题报告
题目 古宁城35KV变电站的电气设计
学生姓名 艾昕 学号 2011109831 专业 电气工程及自动化 班级 20111098 指导教师 贾智彬 评阅教师 贾智彬
完成日期
年 月 日
古宁城35kV变电站的电气设计
学 生：艾昕 指导教师：贾智彬
（三峡大学 电气与新能源学院）
一、课题来源
本课题为三峡大学电气与新能源学院电气工程及自动化专业毕业生毕业设计课题，该课题名称为古宁城35kV变电站的电气设计，课题基本信息如下：古宁城35kV变电站位于内蒙古宁城县开发区，变电站是为开发区提供电能，占地面积1500m2，设计容量为31.5×2 MVA，电压等级为35/10.5 kV。一回由距离15公里的城东110kV变电站提供电能，另一回由距离10公里的宁西110kV站提供，10KV出线8回。该变电站主要给开发区各企业提供电能。全区用电负荷60MW，每回按照7.5MW，最小负荷按照70%计算，负荷同时率取0.85，功率因素取0.8，年最大利用小时数4200小时/年，所用电按1%来取；气象条件最高气温35℃，最低气温-20℃，全年平均气温5℃。
二、 本课题研究的目的和意义
目前发达国家电力技术发展比较成熟，都已经走向输电超高压化，变电所值班无人化，继电保护智能化等。而我国电力行业发展虽有了明显的进步，但与许多国家相比发展进度还比较迟缓，有许多的漏洞和问题。我国现在所设计的常规变电所最突出的问题是设备落后，结构不合理，占地多，投资大，损耗高，效率低，尤其是在一次开关和二次设备造型问题上，从发展的观点来看，将越来越不适应我国城市和农村发展的要求。所以，这就需要我们新一代的接班人努力研究、开拓创新，将问题减少，使我国电力技术的发展走向世界的前列。
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，学习和掌握变电所电气部分设计的基本方法培养独立分析和解决问题的工作能力及实际工程设计的基本技能。同时也是大学几年所学的有关理论知识，结合相关的参考资料，对所有知识的一次综合运用，把理论知识和实践相结合，根据国家电力行业相关规范，开拓新思维，总结和反映大学的收获，也起一个很好的见证。
35kV变电所是电力配送的重要环节，也是电网建设的关键环节。变电所设计质量的
好坏，直接关系到电力系统的安全、稳定、灵活和经济运行，为满足城镇负荷日益增长的需要，提高对用户供电的可靠性和电能质量。变电站是电力系统的重要组成部分，它直接影响整个电力系统的安全与经济运行，是联系发电厂和用户的中间环节，起着变换和分配电能的作用。
三、 本课题所涉及的问题在国内（外）研究现状及发展趋势
3.1国内外变电站设计的趋势分析
随着经济的发展，我国电力系统建设已经成为一个值得探讨的问题，根据我国变电站的发展情况以及我国的国情来看我国的变电站设计的发展趋势。尤其是计算机及网络技术的迅速发展，电力系统的变电技术也有了新的飞跃，我国变电站设计出现了一些新的趋势。
3.1.1 变电站接线方案趋于简单
随着制造厂生产的电气设备质量的提高以及电网可靠性的增加，变电站接线简化趋于可能。例如， 断路器是变电站的主要电气设备，其制造技术近年来有了较大发展，可靠性大为提高，检修时间少。特别国外一些知名厂家生产的超高压断路器均可达到20年不大修， 更换部件费时很短。 为了进一步控制工程造价，提高经济效益，经过专家反复论证，我国少数变电站设计已逐渐采用一些新的更为简单的接线方案。比如我国500kV和330kV电压等级的接线较多采用3/2断路器接线，但现在有些设计院提出，根据工程情况，可采用3/2断路器变压器-母线组接线，可靠性与3/2断路器接线基本相同，却可以降低投资。
3.1.2大量采用新的电气一次设备
近年来电气一次设备制造有了较大发展，大量高性能、新型设备不断出现，设备趋于无油化，采用SF6气体绝缘的设备价格不断下降，伴随着国产GIS向高电压、大容量、三相共箱体方面发展，性能不断完善，应用面不断扩大，许多城网建设工程、用户工程都考虑采用GIS配电装置。变电站设计的电气设备档次不断提高，配电装置也从传统的形式走向无油化、真空开关、SF6开关和机、电组合一体化的小型设备发展。近年来世界各国著名的高压电气设备公司都相继开发、研制了各种类型的145-550kV户外高压和超高压组合电器，国内一些高压开关厂也已经开始生产145kV户外紧凑型组合电器。这些设备运行可靠性高、节省占地面积和空间、施工安装简单、运行维护方便，价格介于常规电气设备与 GIS之间，是电气设备今后发展的一个方向，符合我国目前的国情和技术发展方向。
3.2我国变电站的发展趋势
随着计算机网络技术的发展和信息技术的不断进步，变电站的发展看来已经越来越快，目前我国变电站的发展方向趋于以下几个方面：
（1）数字化
数字化变电站技术是变电站自动化技术发展中具有里程碑意义的一次变革，对变电站自动化系统的各方面将产生深远的影响。数字化变电站三个主要的特征就是“一次设备智能化，二次设备网络化，符合IEC61850标准”，即数字化变电站内的信息全部做到数字化，信息传递实现网络化， 通信模型达到标准化，使各种设备和功能共享统一的信息平台。这使得数字化变电站在系统可靠性、 经济性、维护简便性方面均比常规变电站有大幅度提升。
（2）装配化
装配式变电站是变电站建设的一场变革,改变了传统的变电站电气布局、土 建设计和施工模式。采用全预制装配结构的建筑形式,通过工厂生产预制和现场装配安装两大阶段来建设变电站,大幅缩短了设计及建设周期,减少了变电站占地面积,节约了土地资源。随着国网公司“两型一化”的推广,装配式变电站在全国各地均成功试点,成为今后变电站建设的一种新型模式。
（3）智能化
智能化电站的发展,特别是智能化开关、光电式互感器等机电一体化设备的出现,以及计算机高速网络在实时系统中的开发应用,使变电站所有信息的采集、传输实现全智能化处理提供了理论和物质基础。但是目前国内外还没有真正意义上智能化一次设备，一次设备的智能化仍然需要通过一定的二次设备来转化实现，一般采用智能终端的模式。国内目前进行的数字化变电站项目，虽然大多采用此种方式，但是普遍没有对开关内部的二次回路进行集成化改造，智能终端与开关整合度较低。
（4）自动化
自20世纪80、90年代起，国外和国内先后开发研制成功了变电站所必须的集继电保护、故障录波、远动功能、站内监控等功能为一体的变电站综合自动化系统，取代了变电站常规的测量系统。随着科学技术的不断发展，变电站综合自动化系统取代传统的变电站二次系统，已成为电力系统的发展趋势。
四、对课题提出的任务要求及实现预期目标的可行性分析
4.1课题内容：
（1） 主接线设计： 分析原始资料，根据任务的要求拟定各级电压母线接线方式，通过技术经济比较选择主接线的最优方案;
（2） 短路电流的计算: 根据所确定的主接线方案，选择适当的计算短路点计算短路电流并列表表示出短路电流的计算结果。
（3） 主要电气设备选择：
① 选择110kV主变侧，35kV侧最大负荷出线及35kV主变侧的断路器及隔离开关;
② 选择110kV，35kV主母线及主变低压侧母线电缆; ③ 选择35kV主母线的支持绝缘子; ④ 选择35kV主母线的电压互感器; （4）电气设备配置
① 各级电压等级电压互感器; ② 各回路的电流互感器;
4.2课题任务的具体要求
（1）选择各级线路导线型号和截面，确定出线回路数；选择主变压器台数，容量及型号；
（2）系统短路电流计算；继电保护保护计算； （3）选择主变压器台数，容量及型号；
（4）设计说明书：包括短路电流计算书及设备选择校验、继电保护计算书；
（5）设计图纸：包括电气一次主接线图、35KV进线图、二次保护配置图等。
4.3方案的可行性分析
电能是发展国民经济的基础，是一种无形的、不能大量储存的二次能源。电能的发、变、送、配和用电，几乎是在同一瞬间完成的，须随时保持功率平衡。要满足国民经济发展的要求，电力工业必须超前发展，这是世界电力工业发展规律，因此，做好电力规划，加强电网建设、保护就尤为重要。
本论文设计了一个35kV变电站所主电气部分设计,此变电站有两个电压等级，一个是35kV，一个是10kV。同时根据负荷分析和短路计算的结果对变电所内的主设备进行合理的选型。本设计选择选择两台主变压器，其他设备如断路器，隔离开关，电流互感
第三篇：35kv继电保护开题报告
一、文献综述
35kV变电站主要用于大城市中大工业企业内部及农村网络，具有极其重要的作用，它的安全稳定运行直接影响着其下一级变电站与所挂大型用户的正常工作。
变电站的基本设计方法主要通过以下三个步骤：①了解所设计变电站的基本情况，分析其在系统中的地位与作用。②正确选择变电站的控制方式，对35kV变电站宜采用无人值班形式。③通过电气主接线图正确选择电气设备。④对目标变电站继电保护和自动装置的规划、选择及校验。⑤绘制二次侧的继电保护原理图。
继电保护及自动装置属于二次部分，它对电力系统的安全稳定运行起着至关重要的作用。
继电保护整定的基本任务就是要对各种继电保护给出整定值，而对电力系统中的全部继电保护来说，则需要编出一个整定方案。整定方案通常可按电力系统的电压等级或者设备来编制，并且还可按继电保护的功能划分小方案分别进行。例如：35kV变电站继电保护可分为：相间短路的电压、电流保护，单相接地零序电流保护，短线路纵联差动保护等。
整定计算一般包括动作值的整定、灵敏度的校验和动作时限的整定三部分。并且分为：①无时限电流速断保护的整定。②动作时限的整定。③带时限电流速断保护的整定。
对继电保护装置的基本要求有四点：即选择性、灵敏性、速动性和可靠性
(1)选择性
当供电系统中发生故障时，继电保护装置应能有选择性地将故障部分切除。也就是它应该首先断开距离故障点最近的断路器，以保证系统中其它非故障部分能继续正常运行。系统中的继电保护装置能满足上述要求的，就称为有选择性;否则就称为没有选择性。
主保护和后备保护：
35kV供电系统中的电气设备和线路应装设短路故障保护。短路故障保护应有主保护、后备保护，必要时可增设辅助保护。
当在系统中的同一地点或不同地点装有两套保护时，其中有一套动作比较快，而另一套动作比较慢，动作比较快的就称为主保护;而动作比较慢的就称为后备保护。即：为满足系统稳定和设备的要求，能以最快速度有选择地切除被保护设备和线路故障的保护，就称为主保护;当主保护或断路器拒动时，用以切除故障的保护，就称为后备保护。
后备保护不应理解为次要保护，它同样是重要的。后备保护不仅可以起到当主保护应该动作而未动作时的后备，还可以起到当主保护虽已动作但最终未能达到切除故障部分的作用。除此之外，它还有另外的意义。为了使快速动作的主保护实现选择性，从而就造成了主
保护不能保护线路的全长,而只能保护线路的一部分。也就是说，出现了保护的死区。这一死区就必须利用后备保护来弥补不可。
近后备和远后备：
当主保护或断路器拒动时，由相邻设备或线路的保护来实现的后备称为远后备保护;由本级电气设备或线路的另一套保护实现后备的保护，就叫近后备保护;
辅助保护：
为补充主保护和后备保护的性能或当主保护和后备保护退出运行而增设的简单保护，称为辅助保护。
(2)灵敏性
灵敏性指继电保护装置对故障和异常工作状况的反映能力。在保护装置的保护范围内，不管短路点的位置如何、不论短路的性质怎样，保护装置均不应产生拒绝动作;但在保护区外发生故障时,又不应该产生错误动作。保护装置灵敏与否，一般用灵敏系数来衡量。保护装置的灵敏系数应根据不利的运行方式和故障类型进行计算。灵敏系数Km为被保护区发生短路时，流过保护安装处的最小短路电流Id.min与保护装置一次动作电流Idz的比值，
即: Km=Id.min/Idz
灵敏系数越高，则反映轻微故障的能力越强。各类保护装置灵敏系数的大小，根据保护装置的不同而不尽相同。对于多相保护，Idz取两相短路电流最小值Idz(2);对于10kV不接地系统的单相短路保护取单相接地电容电流最小值Ic.min 。
(3)速动性
速动性是指保护装置应能尽快地切除短路故障。
缩短切除故障的时间，就可以减轻短路电流对电气设备的损坏程度，加快系统电压的恢复，从而为电气设备的自启动创造了有利条件，同时还提高了发电机并列运行的稳定性。
所谓故障的切除时间是指保护装置的动作时间与断路器的跳闸时间之和。由于断路器一经选定，其跳闸时间就已确定，目前我国生产的断路器跳闸时间均在0.02s以下。所以实现速动性的关键是选用的保护装置应能快速动作。
(4)可靠性
保护装置应能正确的动作，并随时处于准备状态。如不能满足可靠性的要求，保护装置反而成为了扩大事故或直接造成故障的根源。为确保保护装置动作的可靠性，则要求保护装置的设计原理、整定计算、安装调试要正确无误;同时要求组成保护装置的各元件的质量要可靠、运行维护要得当、系统应尽可能的简化有效，以提高保护的可靠性。
继电保护的基本原理：
(1)电力系统故障的特点
电力系统中的故障种类很多，但最为常见、危害最大的应属各种类型的短路事故。一旦出现短路故障，就会伴随其产生三大特点。即：电流将急剧增大、电压将急剧下降、电压与电流之间的相位角将发生变化。
(2)继电保护的类型
第四篇：电子电气工程毕业论文开题报告
电子电气工程毕业论文开题报告
开题报告是当课题方向确定之后，课题负责人在调查研究的基础上撰写的报请上级批准的选题计划，下面是小编搜集整理的电子电气工程毕业论文开题报告，欢迎阅读查看。
题 目：电力系统反外损事故大数据的研究
1 课题介绍
1.1本课题的设计背景
大数据是近年来受到广泛关注的新概念，是指通过对大量的、种类和来源复杂的数据进行高速地捕捉、发现和分析，用经济的方法提取其价值的技术体系或技术架构。所以，广义上讲，大数据不仅是指大数据所涉及的数据，还包含了对这些数据进行处理和分析的理论、方法和技术。大数据早期主要应用于商业、金融等领域，后逐渐扩展到交通、医疗、能源等领域，电力系统反外损破坏也被看作是大数据应用的重要技术领域之一。
大数据具有4V特征，强调跨领域、多类型数据的融合与利用，其以计算为基础，在理论研究和实际应用方面涉及一系列软硬件技术的进步。电力大数据技术是大数据在电力行业的应用和发展，包括有分布式存储、并行计算，以及各种分析算法等组件，并充分吸收电力系统云计算的先进成果。最终实现大数据技术在电力系统的全面应用，从电力系统各子领域出发的研究和实践是必经之路。这些子领域中的数据通常也具有多类型、分散和未充分利用的特征，借助大数据技术既可促进子领域的技术进步，也能够在一个较小的、可控的范围内验证、发展电力大数据技术，并为最终的多领域融合作好准备。事实上，大数据的含义也在不断演变中，正是在与各类实际问题的互动过程中，才真正具有活力。电力大数据技术是体系化的技术包，而电力系统各子领域通常都具有较为完备的理论体系和强大的应用系统。因此，引入大数据技术的合适方式是针对常规方法无法解决的问题和潜在需求，选择电力大数据技术包中能够为其提供支撑的组件，而不应机械地强调领域数据是否完全符合大数据的特征，或是希望以大数据技术完全取代现有技术。
1.2 电力系统故障的'危害
电力系统运行过程中，可能出现各种故障和异常运行状态，其中短路故障是最常见的也是最危险的故障，造成的危害也非常严重：
1)、短路故障使系统短路电流过大，通过故障点的短路电流及其所产生的电弧，是故障元件受损或造成永久性故障;
2)、由于穿越性短路电流很大，在非故障电力元件上迅速发热，元件的温度在短时间内大幅度上升，同时还会受到很大的电动力作用，可以使元件受损变形，使元件的使用寿命缩短。
3)、造成电力系统故障地区的电压大幅下降，越靠近故障点的地区，电压下降越厉害。电压幅值的高低直接关系到电网的供电质量，由于短路故障导致的电压下降，会破坏当地电力用户工作的稳定性，影响当地工厂的产品质量。
4)、故障会破坏并列运行电力系统的稳定性，引发系统振荡，如果不能得到及时有效的控制，可能会导致整个并列的电力系统的崩溃;
1.3电力系统外损事故的类型
1)、自然因素：地震、冰雹、雷雨、风暴、火灾、热浪、洪水等;
2)、安装调试：回路接线错误或接线不可靠、设备安装调试不到位;
3)、认为操作：操作人员误操作，控制保护系统设置错误;
4)、维护因素：维护不当、维护更新旧的设备不及时。
2研究内容
本课题以电力大数据技术的基本支撑为前提，着重探讨了电力系统外损事故的特征，以及如何运用大数据技术预防电力系统外损事故，进而达到电力系统安全稳定的运行。
3设计思路
3.1 反外损结构及其功能
输电线路智能反外损系统的网络拓扑结构如图1所示。上海地区输电线路智能化反外损监控系统由现场视频采集终端、监控中心平台与监控
客户端组成。现场视频采集终端部分由视频采集、信号报警、主控器、电源、无线传输组成;通信方式采用的是WCDMA无线传输技术，并通过图像压缩技术把视频信号传送到监控中心，支持MPEG4,H.264的压缩格式，支持双码流，图像无线传输帧率最大可达巧帧/s，时延小于55。监控中心平台部分由视频服务器子系统、实时智能视频监控子系统、监控信息子系统组成。监控客户端可利用用户可通过无线宽带、有线网络和智能手机实时监控经授权监控点的视频图像以及控制监控点的辅助设备，方便用户及时掌握现场异常，从而实现实时监控。
基于上述结构及其功能，系统的工作原理如图2所示:终端视频采集装置采集视频信号，发生外力破坏时视频智能监控子系统发出报警控制信
号，控制现场声光报警，同时将报警地点现场图像作为报警信息通过无线方式发送到主管领导的移动监控终端或手机上。
3.2 大数据的研究方法
被广泛接受的大数据3层分析架构如图3所示，其中包含了数据访问和计算，数据隐私和领域知识，以及大数据挖掘算法。对于内层架构，即大数据挖掘平台，其核心主要集中于数据访问和计算过程，随着智能电网中数据量持续增长，数据的分布存储将成为必然，而一个高效的计算平台在计算时必须将分布式的大规模数据存储纳入考虑，将数据分析及处理任务分割成很多的子任务，并通过并行的程序在大量的计算节点上执行。在架构的外层，首先要对异构、不确定、不完备，以及多源的智能电网大数据通过数据融合技术进行预处理;其次，复杂和动态的数据在预处理之后被挖掘;之后，具有普适性的智能电网全局知识可以通过局部学习和模型融合获得;最终，模型及其参数需要根据反馈进行调整。分析架构的中间层对于内外2层起到重要的联系作用，智能电网大数据挖掘平台应该实现信息的共享与隐私的保护，而领域及应用知识的获取可以为数据挖掘工作提供参考。在整个过程中，信息共享不仅仅是每个阶段顺利进行的保证，同样是智能电网大数据处理和分析的目的所在。
3.3 基于大数据电网外损事故预警框架
一个典型的基于大数据的电网外损事故预警系统框架如图4所示。该框架以电网拓扑数据、地理信息数据、电网运行数据为数据基础，在算法模型层通过判据指标计算获得判据指标库，通过原因寻找引擎获得原因分析树，通过评价指标计算获得评价指标库。以此为基础，在业务层通过薄弱区域识别、薄弱区域原因分析，并联合判据层的评价指标库，给出综合预警结果。
参考文献
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