二次课程设计打印

课程设计（实训）报告题目配电网网络重构及分段器时限整定设计专业电气工程及其自动化班级学号姓名指导教师符玲电气工程学院二〇一五年十月至二〇一五年十二月课程设计任务书学生姓名学生学号学生专业学生班级发题日期2015年10月26日完成日期2015年12月20日课程名称《配电网络自动化》指导教师符玲设计题目配电网网络重构及分段器时限整定设计课程设计主要目的：完成给定配电网的网络重构设计，给出所采用重构方案下各个开关的动作时限，掌握配电网故障恢复的重构方案设计，熟悉分段器和联络开关的时限整定方法。课程设计任务要求：（包括原始数据、技术参数、设计条件、设计要求等）图1配电网结构图原始数据：如图1所示为一多电源环状结构开关运行的配电网。图中“”表示重合器，“”表示分段器，空心代表分闸，实心代表合闸。重合器整定时间：第一次重合时间为10s，第二次重合时间为5s；分段器合闸延时为7s，Y时限统一整定为5s。联络开关的XL时限整定方法：在联络开关两侧与其相连的区域故障时，从故障发生到与故障区域相连的分段开关闭锁在分闸状态所需的最大延时时间为Tmax，保证XL-Tmax=10s。设计要求：1、结合所学，任意假定一故障，给出完成供电恢复的合理网络重构方案（至少两种）；2、给出所给环状配电网的子网划分；3、完成各分段器的X时限整定；4、采用计算机算法，对整个网络中联络开关的时限进行整定（必做）；5、采用计算机算法，完成对任意网络联络开关的时限进行整定（选做）。课程设计主要任务：1、结合所学，任意假定一故障，给出完成供电恢复的合理网络重构方案（至少两种）；2、给出所给环状配电网的子网划分；3、完成各分段器的X时限整定；4、采用计算机算法，对整个网络中联络开关的时限进行整定（必做）；5、采用计算机算法，完成对任意网络联络开关的时限进行整定（选做）。6、撰写课程设计报告课程设计进度安排：（共8周）序号内容安排时间1学习相关理论知识，设计网络重构方案1周2划分子网1周3分段器的X时限整定2周4采用计算机算法，对整个网络中开关的时限进行整定3周5撰写报告1周注：答疑时间为《配电网络自动化》上课时间；周一下午2:00-3:30地点：X2222课程设计参考文献：[1]《配电网分析及应用》何正友中国科学出版社[2]《配电系统及其自动化技术》陈堂赵祖康中国电力出版社[3]《城市电网规划与改造》陈章潮唐德光中国电力出版社[4]《配电系统自动化及其发展》王明俊于尔铿中国电力出版社[5]《配电网络规划与设计》E.Lakervi等著，范明天等译中国电力出版社指导教师签字系主任审核签字注：1、发题日期为每学期第1周周一，完成日期根据实际情况填写（一般不超过进度安排）。2、页面不够可附加页目录摘要..................................................................................................................................................1第一章引言..............................................................................................................................11.1重合器的分类和功能........................................................................................................11.2分段器的分类和功能........................................................................................................21.3重合器与电压-时间型分段器配合实现故障隔离...........................................................3第二章配电网自动化开关整定的配电网模型......................................................................32.1配电网简化建模...............................................................................................................32.2面向配电自动化开关整定的配电网分层模型.................................................................4第三章分段开关整定方法............................................................................................................5第四章联络开关整定方法............................................................................................................74.1手拉手联络开关整定........................................................................................................74.2多台联络开关整定...........................................................................................................8第五章整定模型及任务设计书的求解........................................................................................95.1任务书任务一....................................................................................................................95.2划分子网..........................................................................................................................105.3分段器的X时限整定.....................................................................................................105.4联络开关的XL时限整定...............................................................................................115.5采用计算机算法对联络开关进行整定...........................................................................125.6对任意配电网联络开关整定..........................................................................................14参考文献资料................................................................................................................................151摘要当前重合器和电压－时间型分段器配合馈线自动化系统的应用越来越广泛，本文研究其参数整定问题，提出了配电网的分层模型，以故障判定过程中任何时刻只能有1台分段开关合闸为原则，论述了分段开关的X–时限的整定方法，通过设置第一第二营救策略，提出了配电网的联络开关XL–时限的整定方法。然后对这种整定方法的优缺点进行了讨论，给出优化方案。最后用Matlab编写程序实现了本课程设计的拓扑图的分层、划分子网以及分段开关、联络开关时限的整定，在这一步的基础上实现对任意电网的时限整定。程序结果表明了该方法的可行性。关键词整定分段开关联络开关Matlab第一章引言馈线自动化(feederautomation，FA)系统能够隔离故障区域和恢复受故障影响的健全区域供电，对于提高供电可靠性，减小停电面积、缩短停电时间具有重要意义。重合器与电压–时间型分段器配合的馈线自动化系统是无主站馈线自动化系统的典型代表，具有造价较低、动作可靠等优点，在国内外得到较好地推广应用[1]。该系统适合于辐射状、“手拉手”环状和多分段多连接的简单网格状配电网，一般不宜用于更复杂的网架结构。应用该系统的关键在于重合器和电压–时间型分段器参数的恰当整定，若整定不当，不仅会扩大故障隔离范围，也会延长健全区域恢复供电的时间。因此本文分别论述了分段器以及联络开关的整定方法，针对本课程设计给出的拓扑图，进行了实际计算，结果具有一定的参考价值。下面介绍分段开关、联络开关以及重合器，分别对应拓扑图中的三个符号。有三种典型的配电自动化开关设备的相互配合实现馈线自动化的模式：即重合器和重合器配合模式、重合器和电压-时间型分段器配合模式以及重合器和过流脉冲计数型分段器配合模式。本文研究的是第二种方法。1.1重合器的分类和功能重合器（Reclose）是一种自具控制及保护功能的开关设备，它能按预定的开端和重合顺序自动进行开断和重合操作，并在其后自动复位或闭锁。重合器的分类如下图所示油按绝缘介质和灭弧介质分类真空SF6液压控制分离元件控制电路按控制装置分类电子控制集成电路控制电路微处理机控制电路重合器电子液压混合控制单相按相数分类三相柱上按安装方式分类地面地下重合器的功能是当事故发生后，如果重合器经历了超过设定值得故障电流，则重合器跳闸，并按预定整定的动作顺序做若干次合、分的循环操作，如重合成功则自动终止后续动作，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做好准备，若重合失败则闭锁在分闸状态，只有通过手动复位才能解除闭锁。2一般重合器的动做特性可以分为瞬动特性和延时动作特性两种。瞬动特性是指重合器按照快速动作时间-电流特性跳闸；延时动作特性则是指重合器按照某条慢速动作时间-电流特性跳闸。通常重合器的动作特性课整定为“一快二慢”、“二快二慢”、“一快三慢”等。1.2分段器的分类和功能分段器是一种与电源侧前级开关配合，在失压或无电流的情况下自动分闸的开关设备。当发生永久故障时，分段器在预定次数的汾河操作后闭锁于分闸状态，从而达到分离故障状态的目的。若分段器未完成预定次数的分和操作，故障就将被其他设备切除了，则其将保持在合闸状态，并经一段延时后恢复到预先的整定状态，为下一次故障做准备。分段器一般不能断开短路故障电流。分段器的关键部件是故障检测继电器。根据判断故障方式的不同，愤怒短期可分为电压-时间型分段器和过流脉冲计数型分段器两类。电压-时间型分段器电压-时间型分段器是凭借加压、失压的时间长短来控制其动作的，失压后分闸，加压后合闸或闭锁。电压-时间型分段器即可用于辐射状网和树状网，又可用于环状网。电压-时间型分段器有两个重要参数需要整定。其一为X时限，它是指从分段器电源侧加压至该分段合闸的时延；另一个参数为Y时限，又称为故障检测时间