二次系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)

1、<p>　　《二次系統(tǒng)課程設(shè)計(jì)》</p><p><b>　　學(xué)生姓名：</b></p><p><b>　　學(xué) 號(hào)：</b></p><p>　　專 業(yè)：電氣工程及其自動(dòng)化</p><p><b>　　班 級(jí)：</b></p><

2、;p><b>　　摘 要</b></p><p>　　本報(bào)告主要是進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)。了解并掌握電力系統(tǒng)二次系統(tǒng)的概念、組成和功能，掌握二次系統(tǒng)和一次系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別。通過(guò)查閱文獻(xiàn)資料，自主完成二次系統(tǒng)主要功能中監(jiān)測(cè)、控制和保護(hù)的概念以及常用的實(shí)現(xiàn)方法。本報(bào)告主要分成以下三個(gè)部分：</p><p>　　電網(wǎng)監(jiān)測(cè)。選擇配電網(wǎng)的電壓電流互感器，

3、并分析互感器采集數(shù)據(jù)的誤差來(lái)源。設(shè)計(jì)去噪算法并編寫(xiě)去噪程序，對(duì)含高次諧波的信號(hào)進(jìn)行去噪工作。</p><p>　　電網(wǎng)故障區(qū)域判斷實(shí)現(xiàn)。為區(qū)域子網(wǎng)設(shè)置故障點(diǎn)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)描述矩陣、故障信息矩陣、故障判斷矩陣的形式對(duì)故障區(qū)域進(jìn)行判斷。</p><p>　　配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)方案設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)重合器和電壓時(shí)間型分段器的X時(shí)限整定、Y時(shí)限整定。設(shè)置故障點(diǎn)，為子網(wǎng)區(qū)域設(shè)計(jì)合理的負(fù)荷轉(zhuǎn)帶方案。</p&g

4、t;<p>　　關(guān)鍵詞：電網(wǎng)監(jiān)測(cè)，故障判斷，自動(dòng)化，時(shí)間參數(shù)整定，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)</p><p><b>　　第一章 電網(wǎng)監(jiān)測(cè)</b></p><p>　　一次系統(tǒng)是指由發(fā)電機(jī)、送電線路、變壓器、斷路器等，發(fā)電、輸電、變電、配電等設(shè)備組成的系統(tǒng)。它們是電力系統(tǒng)的主體，其功能是將發(fā)電機(jī)所發(fā)出的電能，經(jīng)過(guò)輸變電設(shè)備，逐級(jí)降壓送到配電系統(tǒng)，而后再由配電線路把電能

5、分配到用戶。</p><p>　　二次系統(tǒng)是指由繼電保護(hù)、安全自動(dòng)控制、系統(tǒng)通訊、調(diào)度自動(dòng)化、DCS自動(dòng)控制系統(tǒng)等組成的系統(tǒng)。二次系統(tǒng)是電力系統(tǒng)不可缺少的重要組成部分，它是實(shí)現(xiàn)人與一次系統(tǒng)的聯(lián)系監(jiān)視、控制，使一次系統(tǒng)能安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。</p><p>　　1.1電網(wǎng)監(jiān)測(cè)的意義和任務(wù)</p><p>　　智能配電網(wǎng)作為智能電網(wǎng)的重要部分，對(duì)其實(shí)行在線監(jiān)測(cè)有著舉足輕重的

6、作用。它對(duì)于確保配電網(wǎng)安全可靠運(yùn)行、了解配電網(wǎng)實(shí)時(shí)運(yùn)行狀況具有十分重要的意義。</p><p>　　配網(wǎng)檢測(cè)的任務(wù)包括：1、運(yùn)行狀態(tài)。包括配電變壓器，10kV饋線上各開(kāi)關(guān)的狀態(tài)，故障指示信息，配電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)、狀態(tài)和線路運(yùn)行狀態(tài)參數(shù)的顯示。2、潮流。包括配電變壓器及饋線的負(fù)荷信息，監(jiān)視饋線可能的過(guò)負(fù)荷信息，并提供給網(wǎng)架重構(gòu)軟件。3、實(shí)時(shí)變量。對(duì)電流、電壓、功率的實(shí)時(shí)變量進(jìn)行在線監(jiān)測(cè)。</p><

7、p><b>　　1.2互感器</b></p><p>　　互感器是按比例變換電壓或電流的設(shè)備?；ジ衅鞯墓δ苁菍⒏唠妷夯虼箅娏靼幢壤儞Q成標(biāo)準(zhǔn)低電壓（100V）或標(biāo)準(zhǔn)小電流（5A或1A，均指額定值），以便實(shí)現(xiàn)測(cè)量?jī)x表、保護(hù)設(shè)備及自動(dòng)控制設(shè)備的標(biāo)準(zhǔn)化、小型化?；ジ衅鬟€可用來(lái)隔開(kāi)高電壓系統(tǒng)，以保證人身和設(shè)備的安全。</p><p>　　互感器分為電壓互感器和電流互感器

8、兩大類(lèi)，其主要作用有：將一次系統(tǒng)的電壓、電流信息準(zhǔn)確地傳遞到二次側(cè)相關(guān)設(shè)備；將一次系統(tǒng)的高電壓、大電流變換為二次側(cè)的低電壓（標(biāo)準(zhǔn)值）、小電流（標(biāo)準(zhǔn)值），使測(cè)量、計(jì)量?jī)x表和繼電器等裝置標(biāo)準(zhǔn)化、小型化，并降低了對(duì)二次設(shè)備的絕緣要求；將二次側(cè)設(shè)備以及二次系統(tǒng)與一次系統(tǒng)高壓設(shè)備在電氣方面很好地隔離，從而保證了二次設(shè)備和人身的安全。 </p><p>　　1.2.1電壓互感器</p><p>　　1

9、、按電壓等級(jí)分：低壓互感器、高壓互感器、超高壓互感器</p><p>　　2、按用途分：測(cè)量保護(hù)用電壓互感器、計(jì)量用電壓互感器</p><p>　　3、按絕緣類(lèi)型分：全封閉電壓互感器、半封閉電壓互感器</p><p>　　4、按變壓原理分：電磁式電壓互感器、電容式電壓互感器</p><p>　　5、按安裝地點(diǎn)可分 為戶內(nèi)式和戶外式。35kV及

10、以下多制成戶內(nèi)式；35kV以上則制成戶外式。</p><p>　　6、按相數(shù)可分為單相和三相式，35kV及以上不能制成三相式。</p><p>　　7、按繞組數(shù)目可分為雙繞組和三繞組電壓互感器，三繞組電壓互感器除一次側(cè)和基本二次側(cè)外，還有一組輔助二次側(cè)，供接地保護(hù)用。</p><p>　　8、按絕緣方式可分為干式、澆注式、油浸式和充氣式，干式浸絕緣膠電壓互感器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)

11、單、無(wú)著火和爆炸危險(xiǎn)，但絕緣強(qiáng)度較低，只適用于6kV以下的戶內(nèi)式裝置；澆注式電壓互感器結(jié)構(gòu)緊湊、維護(hù)方便，適用于3kV～35kV戶內(nèi)式配電裝置；油浸式電壓互感器絕緣性能較好，可用于10kV以上的戶外式配電裝置；充氣式電壓互感器用于SF6全封閉電器中。</p><p>　　此外，還有電容式電壓互感器，電容式電壓互感器實(shí)際上是一個(gè)單相電容分壓管，由若干個(gè)相同的電容器串聯(lián)組成，接在高壓相線與地面之間，它廣泛用于110k

12、V～330kV的中性點(diǎn)直接接地的電網(wǎng)中。</p><p>　　電壓互感器工作原理與變壓器相同，基本結(jié)構(gòu)也是鐵心和原、副繞組。特點(diǎn)是容量很小且比較恒定，正常運(yùn)行時(shí)接近于空載狀態(tài)。</p><p>　　電壓互感器本身的阻抗很小，一旦副邊發(fā)生短路，電流將急劇增長(zhǎng)而燒毀線圈。為此，電壓互感器的原邊接有熔斷器，副邊可靠接地，以免原、副邊絕緣損毀時(shí)，副邊出現(xiàn)對(duì)地高電位而造成人身和設(shè)備事故。</p

13、><p>　　測(cè)量用電壓互感器一般都做成單相雙線圈結(jié)構(gòu)，其原邊電壓為被測(cè)電壓（如電力系統(tǒng)的線電壓），可以單相使用，也可以用兩臺(tái)接成V-V形作三相使用。實(shí)驗(yàn)室用的電壓互感器往往是原邊多抽頭的，以適應(yīng)測(cè)量不同電壓的需要。供保護(hù)接地用電壓互感器還帶有一個(gè)第三線圈，稱三線圈電壓互感器。三相的第三線圈接成開(kāi)口三角形，開(kāi)口三角形的兩引出端與接地保護(hù)繼電器的電壓線圈聯(lián)接。</p><p>　　正常運(yùn)行時(shí)，電

14、力系統(tǒng)的三相電壓對(duì)稱，第三線圈上的三相感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)之和為零。一旦發(fā)生單相接地時(shí)，中性點(diǎn)出現(xiàn)位移，開(kāi)口三角的端子間就會(huì)出現(xiàn)零序電壓使繼電器動(dòng)作，從而對(duì)電力系統(tǒng)起保護(hù)作用。</p><p>　　線圈出現(xiàn)零序電壓則相應(yīng)的鐵心中就會(huì)出現(xiàn)零序磁通。為此，這種三相電壓互感器采用旁軛式鐵心（10KV及以下時(shí)）或采用三臺(tái)單相電壓互感器。對(duì)于這種互感器，第三線圈的準(zhǔn)確度要求不高，但要求有一定的過(guò)勵(lì)磁特性（即當(dāng)原邊電壓增加時(shí)，鐵心中的

15、磁通密度也增加相應(yīng)倍數(shù)而不會(huì)損壞）。</p><p>　　1.2.2電壓互感器的選擇原則</p><p>　　電壓互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：</p><p>　　1、一次電壓：，式中：——電壓互感器額定一次線電壓（10KV），其允許波動(dòng)范圍為，即。</p><p>　　2、二次電壓：電壓互感器二次電壓，應(yīng)根據(jù)使用情況選擇，通常取100V

16、。</p><p>　　3、準(zhǔn)確等級(jí)：電壓互感器應(yīng)在那一準(zhǔn)確等級(jí)下工作，需根據(jù)接入的測(cè)量?jī)x表、繼電器和自動(dòng)裝置等設(shè)備對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求確定。</p><p>　　4、二次負(fù)荷：，式中：——二次負(fù)荷；——對(duì)應(yīng)于在測(cè)量?jī)x表所要求的最高準(zhǔn)確等級(jí)下，電壓互感器的額定容量。</p><p>　　1.2.3電流互感器</p><p><b>　　

17、1、按安裝方式分：</b></p><p>　　貫穿式電流互感器。用來(lái)穿過(guò)屏板或墻壁的電流互感器。</p><p>　　支柱式電流互感器。安裝在平面或支柱上，兼做一次電路導(dǎo)體支柱用的電流互感器。</p><p>　　套管式電流互感器。沒(méi)有一次導(dǎo)體和一次絕緣，直接套裝在絕緣的套管上的一種電流互感器。</p><p>　　母線式電流互

18、感器。沒(méi)有一次導(dǎo)體但有一次絕緣，直接套裝在母線上使用的一種電流互感器。</p><p><b>　　2、按用途分</b></p><p>　　測(cè)量用電流互感器（或電流互感器的測(cè)量繞組。在正常工作電流范圍內(nèi)，向測(cè)量、計(jì)量等裝置提供電網(wǎng)的電流信息。</p><p>　　保護(hù)用電流互感器（或電流互感器的保護(hù)繞組。在電網(wǎng)故障狀態(tài)下，向繼電保護(hù)等裝置提供

19、電網(wǎng)故障電流信息。</p><p><b>　　3、按絕緣介質(zhì)分</b></p><p>　　干式電流互感器。由普通絕緣材料經(jīng)浸漆處理作為絕緣。</p><p>　　澆注式電流互感器。用環(huán)氧樹(shù)脂或其他樹(shù)脂混合材料澆注成型的電流互感器。</p><p>　　油浸式電流互感器。由絕緣紙和絕緣油作為絕緣，一般為戶外型。目前我國(guó)

20、在各種電壓等級(jí)均為常用。</p><p>　　氣體絕緣電流互感器。主絕緣由氣體構(gòu)成。</p><p>　　4、按電流變換原理分</p><p>　　電磁式電流互感器。根據(jù)電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)電流變換的電流互感器。</p><p>　　光電式電流互感器。通過(guò)光電變換原理以實(shí)現(xiàn)電流變換的電流互感器，目前還在研制中。</p><p&

21、gt;　　1.2.4電流互感器的選擇原則</p><p>　　電流互感器的選擇和配置應(yīng)按下列條件：</p><p>　　1、型式：電流互感器的型時(shí)應(yīng)根據(jù)使用環(huán)境條件和產(chǎn)品情況選擇。對(duì)于6～20KV屋內(nèi)配電裝置，可采用瓷絕緣結(jié)構(gòu)和樹(shù)脂澆注絕緣結(jié)構(gòu)的電流互感器。</p><p>　　2、一次回路電壓： </p>

22、<p>　　3、一次回路電流： </p><p>　　4、準(zhǔn)確等級(jí)：要先知道電流互感器二次回路所接測(cè)量?jī)x表的類(lèi)型及對(duì)準(zhǔn)確等級(jí)的要求，并按準(zhǔn)確等級(jí)要求高的表計(jì)來(lái)選擇。</p><p>　　1.2.5互感器的選擇結(jié)果</p><p>　　通常專供測(cè)量用的低電壓互感器是干式，絕大多數(shù)產(chǎn)品是單相的，我國(guó)多在10kV及以下電壓等級(jí)采用電磁

23、式電壓互感器，經(jīng)查詢可選擇型號(hào)為JDZX10-10的電壓互感器,具體參數(shù)如下：該型號(hào)電壓互感器為單相、戶內(nèi)、干式全封閉產(chǎn)品，使用時(shí)三臺(tái)一組，JDZX10-10為Yo/Yo/連接，適用頻率為50Hz。該互感器為全封閉結(jié)構(gòu)，繞組為環(huán)氧樹(shù)脂全真空澆注全絕緣結(jié)構(gòu)。鐵芯采用優(yōu)質(zhì)硅鋼片卷繞而成?；ジ衅鹘^緣靠環(huán)氧樹(shù)脂。產(chǎn)品體積小、重量輕。</p><p>　　主要技術(shù)參數(shù)：1.產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)：GB1207-2006《電磁式電壓互感

24、器》；2.產(chǎn)品表面爬電距離：滿足Ⅱ級(jí)污穢等級(jí)；3.負(fù)荷的功率因數(shù)：（滯后）；</p><p>　　目前我國(guó)在各種電壓等級(jí)常用油浸式電流互感器作為測(cè)量用電流互感器，經(jīng)查詢可用型號(hào)為L(zhǎng)JW(D)-10的電流互感器，具體參數(shù)如下：</p><p>　　1、鋼箱油浸式，戶外戶內(nèi)兩用裝置，供電頻率50Hz的系統(tǒng)中，作電流、電能油量及繼電之用。</p><p>　　2、允許在額

25、定電流120%的情況下長(zhǎng)期運(yùn)行。適用于海拔高度不超過(guò)4000米，周?chē)鷼鉁刈兓怀^(guò)-25℃至+40℃的地區(qū)。</p><p>　　3、為單相油浸自冷氣式適用于戶外（戶內(nèi)）?；ジ衅鲀?nèi)裝絕緣和冷卻用的變壓器油，并采用和真空注油工藝。10KV級(jí)油面跟箱蓋約為15mm，箱蓋上面裝有注油閥，閥上有氣孔并有防雨、雪護(hù)蓋。35KV級(jí)套管上裝有儲(chǔ)油壺，儲(chǔ)油壺內(nèi)有隔臘，使變壓器不與空氣接觸，減緩了油的氧化速度?；ジ衅鳠岱€(wěn)定75倍，

26、動(dòng)穩(wěn)定187.5倍。本產(chǎn)品分單變比單次級(jí)，雙變比單次級(jí)四種型式。其中進(jìn)量用CT為0.2級(jí)，繼電保護(hù)監(jiān)控用CT分別為0.2、0.5、1.3級(jí)等。</p><p>　　互感器選定型號(hào)如下：</p><p>　　1.3 數(shù)據(jù)采集誤差來(lái)源</p><p><b>　　1、電流互感器誤差</b></p><p>　　電流互感器的誤

27、差分為電流誤差和相位差兩種。電流誤差是互感器在測(cè)量電流時(shí)所產(chǎn)生的誤差，它是由于實(shí)際電流比與額定電流比不相等造成的。</p><p>　　相位差是指互感器的一次電流與二次電流相量的相位差。相量方向是按理想互感器的相位差為零來(lái)決定的。二次電流相量超前于一次電流相量，則相位差為正值，滯后時(shí)為負(fù)值。</p><p>　　所以，二次側(cè)負(fù)載在額定范圍內(nèi)減少時(shí)，磁通密度減少，由于二次電流不變，勵(lì)磁電流減

28、小，誤差也將減小。在現(xiàn)場(chǎng)運(yùn)行中，可增大連接導(dǎo)線截面或縮短連接導(dǎo)線的長(zhǎng)度，減小實(shí)際二次負(fù)荷；也可以選擇變比較大的電流互感，以增大允許二次負(fù)荷。</p><p><b>　　2、電壓互感器誤差</b></p><p>　　電壓互感器的基本結(jié)構(gòu)和變壓器很相似。它由一、二次繞組，鐵芯和絕緣組成。當(dāng)在一次繞組上施加電壓時(shí)，一次繞組產(chǎn)生勵(lì)磁電流，在鐵芯中就產(chǎn)生磁通，根據(jù)電磁感應(yīng)定

29、律，在一、二次中分別產(chǎn)生感應(yīng)電勢(shì)E1和E2，繞組的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與匝數(shù)成正比，改變一、二次繞組的匝數(shù)，就可以產(chǎn)生不同的一次電壓與二次電壓比。</p><p>　　當(dāng)在鐵芯中產(chǎn)生磁通φ時(shí)，有激磁電流存在，由于一次繞組存在電阻和漏抗，在激磁導(dǎo)納上產(chǎn)生了電壓降，就形成了電壓互感器的空載誤差，當(dāng)二次繞組接有負(fù)載時(shí)，產(chǎn)生的負(fù)荷電流在二次繞組的內(nèi)阻抗及一次繞組中感應(yīng)的一個(gè)負(fù)載電流分量在一次繞組內(nèi)阻抗上產(chǎn)生的電壓降，形成了電壓互感

30、器的負(fù)載誤差?？梢?jiàn)，電壓互感的誤差主要與激磁導(dǎo)納，一、二次繞組內(nèi)阻抗和負(fù)荷導(dǎo)納有關(guān)。</p><p>　　1.4 去噪算法設(shè)計(jì)</p><p>　　根據(jù)功率理論，有功功率P、無(wú)功功率Q、視在功率S之間可以表達(dá)成以下形式：</p><p>　　式中U、I表示采集的基波信號(hào)有效值，和分別表示電壓電流基波相角之差，因此在該基礎(chǔ)上我們可以編寫(xiě)相應(yīng)的算法，流程圖如下：<

31、/p><p>　　該算法是基于快速傅立葉變換（FFT）,是離散傅氏變換（DFT）的快速算法，即為快速傅氏變換。它是根據(jù)離散傅氏變換的奇、偶、虛、實(shí)等特性，對(duì)離散傅立葉變換的算法進(jìn)行改進(jìn)獲得的。由于這種方法計(jì)算DFT對(duì)于的每個(gè)K值進(jìn)行次實(shí)數(shù)相乘和次相加。對(duì)于N個(gè)K值，共需次實(shí)數(shù)相乘和次實(shí)數(shù)相加。改進(jìn)DFT算法，減少它的運(yùn)算量，利用DFT中的周期性和對(duì)稱性，使整個(gè)DFT的計(jì)算變成一系列迭代運(yùn)算，可大幅度提高運(yùn)算過(guò)程和運(yùn)算

32、量，這就是FFT的基本思想。</p><p>　　1.5基于Matlab的FFT去噪仿真</p><p>　　第二章 電網(wǎng)故障區(qū)域判斷實(shí)現(xiàn)</p><p><b>　　2.1 子網(wǎng)拓?fù)鋱D</b></p><p>　　從配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖中，選定重合器9到分段器6、分段器22、分段器23之間的線路為分析子網(wǎng)，其原始子網(wǎng)拓?fù)鋱D如下

33、：</p><p>　　根據(jù)配電網(wǎng)結(jié)構(gòu)圖選出作為故障區(qū)域判斷的一個(gè)子網(wǎng)拓?fù)?，并?duì)子網(wǎng)節(jié)點(diǎn)按順序編號(hào)，黑色實(shí)心表示分段器閉合，空心表示斷開(kāi)。</p><p>　　對(duì)選定的子網(wǎng)從電源節(jié)點(diǎn)按順序編號(hào)后其拓?fù)鋱D為：</p><p><b>　　2.2 設(shè)置故障</b></p><p>　　在分段器1到2之間設(shè)置一個(gè)故障，如圖所示

34、：</p><p><b>　　2.3 故障判斷</b></p><p>　　其網(wǎng)絡(luò)描述矩陣如下：</p><p>　　其故障信息矩陣如下：</p><p>　　其故障判斷矩陣如下：</p><p>　　故障判斷矩陣規(guī)格化: 由于d25=d35=1且g55=1，因此要分別對(duì)P’陣中的第5行和第5列

35、進(jìn)行規(guī)格化處理。又有g(shù)22=g33=0,因此令pi5=p5i=0。</p><p>　　經(jīng)上述規(guī)格化后故障判斷矩陣P為：</p><p>　　2.4 故障計(jì)算結(jié)果</p><p>　　通過(guò)規(guī)格化后的矩陣P可知，P67 XOR P76=0, P12 XOR P21=1，所以故障點(diǎn)在節(jié)點(diǎn)1和2之間。</p><p>　　由前面可知，我們?cè)O(shè)置的故障

36、也是在節(jié)點(diǎn)2和3之間，所以計(jì)算結(jié)果正確。</p><p>　　第三章 配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)方案設(shè)計(jì)</p><p>　　3.1 配電網(wǎng)重構(gòu)意義</p><p>　　配電網(wǎng)絡(luò)為復(fù)雜的多環(huán)結(jié)構(gòu)，包含有大量的分段開(kāi)關(guān)和少數(shù)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)。重構(gòu)問(wèn)題是為通過(guò)閉合/開(kāi)斷分段開(kāi)關(guān)和聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)，改變配網(wǎng)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。</p><p>　　配電網(wǎng)重構(gòu)的意義主要在于提高供電可靠

37、性、降低配電網(wǎng)線損，提高系統(tǒng)經(jīng)濟(jì)性、均衡負(fù)荷，消除過(guò)載，提高供電電壓質(zhì)量。故障條件下的重構(gòu)，可以隔離故障區(qū)域，恢復(fù)非故障區(qū)域的供電。在配電系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，可以打開(kāi)配電系統(tǒng)中的某些分段開(kāi)關(guān)隔離故障，同時(shí)合上某些聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)把故障線路上的部分或全部負(fù)荷轉(zhuǎn)移到其他線路上去，從而起到快速隔離故障和恢復(fù)供電的目的；正常工況下進(jìn)行配網(wǎng)重構(gòu)，可以在保持全網(wǎng)輻射形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的條件下，調(diào)整網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和負(fù)荷分布，實(shí)現(xiàn)提高節(jié)點(diǎn)電壓質(zhì)量、降低網(wǎng)絡(luò)損耗、均衡負(fù)荷、消

38、除過(guò)載和提高供電可靠性等目標(biāo)。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)重構(gòu)，可以將負(fù)荷從重負(fù)載或是過(guò)負(fù)載饋線（或變壓器）轉(zhuǎn)移到輕負(fù)載饋線（或變壓器）上，這種轉(zhuǎn)移不僅調(diào)節(jié)了運(yùn)行饋線的負(fù)荷水平，消除饋線過(guò)載，還能改善電壓質(zhì)量，同時(shí)也可以有效地減小整個(gè)系統(tǒng)的網(wǎng)損。</p><p>　　3.2 配電網(wǎng)子網(wǎng)拓?fù)鋱D</p><p>　　選定子網(wǎng)區(qū)域?yàn)橹睾掀?4到分段器10、分段器28、分段器33之間的線路：</p>&

39、lt;p>　　對(duì)選定的子網(wǎng)從電源節(jié)點(diǎn)按順序編號(hào)后其拓?fù)鋱D為：</p><p><b>　　3.3 設(shè)置負(fù)荷</b></p><p><b>　　3.4 設(shè)置故障</b></p><p>　　在分段器12下游設(shè)置一個(gè)故障，如圖所示：</p><p>　　3.5 分段開(kāi)關(guān)X、Y時(shí)限整定</

40、p><p>　　本區(qū)域共有兩個(gè)子網(wǎng)，可分為子網(wǎng)A和子網(wǎng)B，子網(wǎng)A包含重合器1，分段器2，分段器3，分段器4；子網(wǎng)B包含重合器10，分段器11，分段器12，分段器13，分段器7，分段器8，分段器9。</p><p><b>　　子網(wǎng)分層：</b></p><p>　　子網(wǎng)A子網(wǎng)中潮流方向?yàn)閺淖笾劣遥傻梅謱咏Y(jié)果如下：</p><p

41、>　　子網(wǎng)B分層結(jié)果如下：</p><p>　　3.5.1 分段開(kāi)關(guān)X時(shí)限整定</p><p>　　子網(wǎng)A重合器和電壓時(shí)限型分段器的X時(shí)限整定：</p><p>　　子網(wǎng)B重合器和電壓時(shí)限型分段器的X時(shí)限整定：</p><p>　　3.5.2 分段開(kāi)關(guān)Y時(shí)限整定</p><p>　　子網(wǎng)A的Y時(shí)限整定：<

42、;/p><p>　　子網(wǎng)B的Y時(shí)限整定：</p><p>　　3.6 聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)的XL時(shí)限整定</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)6的上側(cè)即斷路器3和6之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到3開(kāi)關(guān)閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間：10+7+7=24s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)6的下側(cè)即斷路器8和6之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到8開(kāi)關(guān)閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間:1

43、0+7+7+14=38s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)5的左側(cè)即斷路器4和5之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到4開(kāi)關(guān)閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間:10+7+7+7=31s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)5的右側(cè)即右側(cè)相距最近的斷路器和5之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到右側(cè)相距最近的斷路器閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間:10+7+7+7=31s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)

44、14的左側(cè)即斷路器13和14之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到斷路器13閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間：10+7+7+7=31s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)14的右側(cè)即右側(cè)相距最近的斷路器29和5之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到右側(cè)相距最近的斷路器29閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間： 10+7+7+7=31s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)15的上側(cè)即斷路器12和1

45、5之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到斷路器12閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間:10+7+7=24s。</p><p>　　當(dāng)聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)15的下側(cè)即下側(cè)相距最近的斷路器和15之間發(fā)生故障時(shí)，從故障發(fā)生到下側(cè)相距最近的斷路器閉鎖在分閘狀態(tài)所需延時(shí)時(shí)間：10+7+7+7=31s。 </p><p>　　由上可知，，則聯(lián)絡(luò)開(kāi)關(guān)XL時(shí)限為：。</p><p>　　3.7

46、 故障區(qū)域隔離</p><p>　　當(dāng)斷路器12右側(cè)發(fā)生永久性故障時(shí)，子網(wǎng)B的重合器和所有分段器都處于分閘狀態(tài)。經(jīng)過(guò)10s之后，重合器10重合閘；再過(guò)7s，分段器11合閘；再過(guò)7s，分段器12合閘；由于故障依然存在，重合器10和分段器11、12再次分閘，由于此時(shí)分段器12合閘到分閘的過(guò)程持續(xù)時(shí)間小于其Y時(shí)限5s，則分段器12閉鎖在分閘狀態(tài)；再過(guò)5s，重合器10再次重合閘；再過(guò)7s，分段器11合閘，此時(shí)由于分段器1

47、2處于分閘狀態(tài)，則分段器13、7、8、9并沒(méi)有電流流過(guò)，所以一直處于分閘狀態(tài)，此時(shí)需要配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)，恢復(fù)供電。</p><p>　　故障隔離所需總時(shí)間：10+7+7+5+7=36s</p><p>　　3.8 配電網(wǎng)優(yōu)化重構(gòu)方案</p><p>　　此時(shí)分段器7、8、9、13處于分閘狀態(tài)，為使其對(duì)應(yīng)的線路得到供電，我們需要從其余的電源點(diǎn)供電。</p>

48、<p>　　營(yíng)救方案：分段器6合閘，由重合器1向分段器7、8、9供電。</p><p>　　經(jīng)過(guò)50s之后，分段器6合閘；再經(jīng)過(guò)7s之后，分段器7合閘；再經(jīng)過(guò)7s之后，分段器8合閘；又瞬間失壓，分段器8閉鎖于分閘狀態(tài)，子網(wǎng)A所有重合器和分段器再次分閘；再經(jīng)過(guò)10s，重合器1合閘；再經(jīng)過(guò)7s，分段器2合閘；再經(jīng)過(guò)7s，分段器3合閘；經(jīng)過(guò)50s，分段器6合閘；再經(jīng)過(guò)7s之后，分段器7合閘；再經(jīng)過(guò)14s之后

49、，分段器9合閘；重構(gòu)完成。</p><p>　　由重構(gòu)方案知：節(jié)點(diǎn)7、8、9之間的負(fù)荷得由重合器1提供，則此時(shí)的總負(fù)荷為：</p><p>　　Q=200+100+150+250+200+100=1000W <1500W</p><p><b>　　滿足條件</b></p><p><b>　　總 結(jié)&l

50、t;/b></p><p>　　本報(bào)告主要是進(jìn)行配電網(wǎng)絡(luò)的監(jiān)測(cè)、保護(hù)和控制實(shí)現(xiàn)方案設(shè)計(jì)。我們通過(guò)查閱相關(guān)文獻(xiàn)，了解并掌握了電力系統(tǒng)二次系統(tǒng)的基本概念、組成和功能作用。通過(guò)對(duì)比二次系統(tǒng)和一次系統(tǒng)的本質(zhì)區(qū)別，加深了對(duì)電力大系統(tǒng)的認(rèn)知，為以后的研究生的科研打下了一定的基礎(chǔ)。我們將書(shū)本的知識(shí)應(yīng)用于實(shí)際的配電網(wǎng)絡(luò)中，不僅加深我們對(duì)配電網(wǎng)絡(luò)的認(rèn)識(shí)，更加明白了配電網(wǎng)絡(luò)故障判斷的方法，電網(wǎng)監(jiān)測(cè)的常用方法以及故障區(qū)域重構(gòu)的基

51、本要素和重構(gòu)準(zhǔn)則。在分析信號(hào)輸入時(shí)，本人通過(guò)小波分析法和FFT快速傅里葉分析的方法對(duì)輸入信號(hào)進(jìn)行高次諧波的去除，使輸入信號(hào)盡量的滿足要求，從而減小配網(wǎng)監(jiān)測(cè)的誤差。</p><p>　　在配電網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化重構(gòu)方案設(shè)計(jì)中，自行選取了配電網(wǎng)絡(luò)中的一小部分用來(lái)對(duì)重合器和電壓時(shí)間型分段器進(jìn)行X時(shí)限整定、Y時(shí)限整定。并且設(shè)置了兩個(gè)故障點(diǎn)，為子網(wǎng)區(qū)域設(shè)計(jì)合理的負(fù)荷轉(zhuǎn)帶方案。</p><p><b>

52、;　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1]《配電網(wǎng)分析及應(yīng)用》 何正友 中國(guó)科學(xué)出版社 </p><p>　　[2]《廣域同步相量測(cè)量技術(shù)及其應(yīng)用》 A.G. Phadke著 畢天姝譯 中國(guó)電力出版社 </p><p>　　[3]《配電系統(tǒng)及其自動(dòng)化技術(shù)》 陳堂 趙祖康 中國(guó)電力出版社 </p><p>　　[4]《城市電

53、網(wǎng)規(guī)劃與改造》 陳章潮 唐德光 中國(guó)電力出版社 </p><p>　　[5]《配電系統(tǒng)自動(dòng)化及其發(fā)展》 王明俊 于爾鏗 中國(guó)電力出版社</p><p>　　[6]《配電網(wǎng)絡(luò)規(guī)劃與設(shè)計(jì)》 E.Lakervi等著，范明天等譯 中國(guó)電力出版社</p><p><b>　　附錄</b></p><p><b>　　去噪

54、算法程序：</b></p><p><b>　　A1=10;</b></p><p><b>　　A2=0.3;</b></p><p><b>　　P1=30; </b></p><p><b>　　P2=-30;</b></p>

55、<p><b>　　F1=50; </b></p><p><b>　　Fs=256; </b></p><p><b>　　N=256; </b></p><p><b>　　figure</b></p><p>　　t=0:0.000

56、1:0.1;</p><p>　　u=A1*cos(2*pi*F1*t+pi*P1/180)+rand(1,length(t));</p><p><b>　　plot(t,u)</b></p><p>　　title('電壓原始信號(hào)');</p><p><b>　　figure</b&

57、gt;</p><p>　　t=0:0.0001:0.1;</p><p>　　i=A2*cos(2*pi*F1*t)+(rand(1,length(t)))/20;</p><p><b>　　plot(t,i)</b></p><p>　　title('電流原始信號(hào)');</p><

58、;p><b>　　figure</b></p><p>　　t1=[0:1/Fs:N/Fs];</p><p>　　u1=A1*cos(2*pi*F1*t1+pi*P1/180)+rand(1,length(t1));</p><p>　　Y1 = fft(u1,N); </p><p>　　Ayy1 = (abs

59、(Y1)); </p><p>　　Ayy1=Ayy1/(N/2); </p><p>　　Ayy1(1)=Ayy1(1)/2;</p><p>　　F=([1:N]-1)*Fs/N; </p><p>　　plot(F(1:N/2),Ayy1(1:N/2)); </p><p>　　title('電壓

60、幅度-頻率曲線圖');</p><p><b>　　Ayy1(51)</b></p><p><b>　　figure</b></p><p>　　t1=[0:1/Fs:N/Fs];</p><p>　　i1=A2*cos(2*pi*F1*t1)+(rand(1,length(t1)))/2

61、0;</p><p>　　Y2 = fft(i1,N); </p><p>　　Ayy2 = (abs(Y2)); </p><p>　　Ayy2=Ayy2/(N/2); </p><p>　　Ayy2(1)=Ayy2(1)/2;</p><p>　　F=([1:N]-1)*Fs/N; </p><

62、;p>　　plot(F(1:N/2),Ayy2(1:N/2)); </p><p>　　title('電流幅度-頻率曲線圖');</p><p><b>　　Ayy2(51)</b></p><p><b>　　figure</b></p><p>　　Pyy1=[1:N/

63、2];</p><p>　　for i=1:N/2</p><p>　　Pyy1(i)=phase(Y1(i)); </p><p>　　Pyy1(i)=Pyy1(i)*180/pi; </p><p><b>　　end;</b></p><p>　　plot(F(1:N/2),Pyy1(1:N

64、/2)); </p><p>　　title('電壓相位-頻率曲線圖');</p><p><b>　　Pyy1(51)</b></p><p><b>　　figure</b></p><p>　　Pyy2=[1:N/2];</p><p>　　for

65、i=1:N/2</p><p>　　Pyy2(i)=phase(Y2(i)); </p><p>　　Pyy2(i)=Pyy2(i)*180/pi; </p><p><b>　　end;</b></p><p>　　plot(F(1:N/2),Pyy2(1:N/2)); </p><p>　　

66、title('電流相位-頻率曲線圖')</p><p><b>　　Pyy2(51)</b></p><p><b>　　figure</b></p><p>　　t=0:0.0001:0.1;</p><p>　　u3=Ayy1(51)*cos(2*pi*F1*t+Pyy1(51)

67、)</p><p>　　plot(t,u3)</p><p>　　title('電壓基波信號(hào)');</p><p><b>　　figure</b></p><p>　　t=0:0.0001:0.1;</p><p>　　u4=Ayy2(51)*cos(2*pi*F1*t+Pyy2

68、(51))</p><p>　　plot(t,u4)</p><p>　　title('電流基波信號(hào)');</p><p>　　S=Ayy1(51)*Ayy2(51)/2</p><p>　　P=Ayy1(51)*Ayy2(51)*cos((Pyy1(51)-Pyy2(51))*pi/180)/2</p><