畢業(yè)論文基于MATLABSIMULINK的輸電線路操作過(guò)電壓的仿真分析

1、山西大學(xué)工程學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題 目 基于MATLAB/SIMULINK的輸電線路操作過(guò)電壓的仿真分析系 別 電力工程系 專(zhuān) 業(yè) 電氣工程及其自動(dòng)化 班 級(jí) 電本1038 姓 名 田志慧 指導(dǎo)教師 下達(dá)日期 2014 年 1 月 15 日設(shè)計(jì)時(shí)間自2014年2月24日至2014年6月7日畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書(shū)一、設(shè)計(jì)題目：1、題目名稱(chēng) 基于MATLAB/SIMULINK的輸電線路操作過(guò)電壓的仿真分析2、題目來(lái)源 自擬 二、目的和意義1、目的特高壓/超高壓輸電線路是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，過(guò)電壓是影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要因素之一，采取有效措施限制過(guò)電壓是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。利用MAT

2、LAB/SIMULINK，對(duì)特高壓/超高壓輸電線路進(jìn)行建模，對(duì)輸電線路操作過(guò)電壓的影響因素進(jìn)行仿真分析，對(duì)輸電線路限制操作過(guò)電壓的措施進(jìn)行分析研究，使學(xué)生掌握分析研究輸電線路過(guò)電壓?jiǎn)栴}的方法和步驟，從而提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。2、意義MATLAB是目前工程技術(shù)人員進(jìn)行分析研究工作的一個(gè)高效的工具，全面掌握MATLAB仿真分析輸電線路過(guò)電壓的方法，就使學(xué)生具備了對(duì)電力系統(tǒng)中其他問(wèn)題進(jìn)行仿真分析的思路和能力，從而適應(yīng)未來(lái)工作中進(jìn)行獨(dú)立分析研究的需要。三、原始資料（見(jiàn)附件）四、設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)應(yīng)包括的內(nèi)容（參考）1 概述1.1 特高壓/超高壓輸電線路的構(gòu)成及特點(diǎn)1.2 輸電線路的等值電路1.3

3、 MATLAB/SIMULINK簡(jiǎn)介2 輸電線路的工頻過(guò)電壓2.1 輸電線路的參數(shù)計(jì)算2.2 輸電線路的模型及參數(shù)設(shè)置2.3 長(zhǎng)距離輸電線路空載時(shí)的電容效應(yīng)及其仿真2.4 輸電線路的工頻過(guò)電壓及其仿真3 輸電線路的操作過(guò)電壓3.1 空載線路的合閘過(guò)電壓及其仿真3.2 切除空載線路時(shí)的過(guò)電壓及其仿真3.3 影響操作過(guò)電壓的因素的仿真分析3.4 限制操作過(guò)電壓的措施的效果分析4.總結(jié) 五、設(shè)計(jì)應(yīng)完成的圖紙1、輸電線路在各種過(guò)電壓情況下的電壓波形圖。2、采用限制操作過(guò)電壓的措施后的電壓波形圖。六、主要參考資料1、SimPowerSystems Users Guide.pdf2、于群 MATLAB/S

4、imulink電力系統(tǒng)建模與仿真 北京：機(jī)械工業(yè)出版社3、王晶等編著 電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應(yīng)用 西安：西安電子科技大學(xué)出版社4、施圍 電力系統(tǒng)過(guò)電壓計(jì)算 西安：西安交通大學(xué)出版社5、相關(guān)學(xué)術(shù)論文七、進(jìn)度要求1、實(shí)習(xí)階段 第 周（ 月 日）至 第 周（ 月 日）共 周2、設(shè)計(jì)階段 第 1 周（ 2 月 24 日）至 第 15 周（ 6月 7 日）共 15 周3、答辯日期 第 15 周（ 2014 年 6 月 7 日） 注： 對(duì)學(xué)生的要求：（1）有能夠運(yùn)行MATLAB 2011b的筆記本計(jì)算機(jī)，選修過(guò)MATLAB方面的課程。（2）能夠按照進(jìn)度要求，投入足夠的時(shí)間用于進(jìn)行畢

5、業(yè)設(shè)計(jì)?？蛰d輸電線路單相合閘操作過(guò)電壓的研究摘要本文主要是基于MATLAB/SIMULINK的空載輸電線路單相合閘過(guò)電壓的仿真分析，主要是從單相合閘空載線路過(guò)電壓的影響因素和限制措施進(jìn)行仿真分析，通過(guò)對(duì)開(kāi)關(guān)合閘相位的不同，線路損耗的大小，以及斷路器是否加并聯(lián)電阻進(jìn)行的比較分析，從而得出最佳的合閘相位角，以及斷路器加并聯(lián)電阻對(duì)合閘過(guò)電壓限制的可行性的論證。關(guān)鍵詞：MATLAB；單相合閘；合閘相位；并聯(lián)電阻；過(guò)電壓；電力系統(tǒng)Light transmission line single-phase switching overvoltage operation researchABSTRACT Th

6、is paper is based on the MATLAB/SIMULINK simulation analysis of lighttransmission line single-phase switching overvoltage mainly from single phaseswitching racing line overvoltage simulation analysis was made on the influence factors and the restrictions, through to the switch closing phase is diffe

7、rent, the size of the line loss, and whether circuit breaker with parallel resistance of comparative analysis, obtains the best closing phase Angle, thus and circuit breaker with parallel resistance on the switching overvoltage limit of the feasibility of the argument.Keywords：MATLAB；Single phase sw

8、itching；Closing phase；Parallel resistance Overvoltage；The power system目 錄摘要4前言7第一章概述7 1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的目的和意義71.2特高壓/超高壓輸電線路的構(gòu)成及特點(diǎn)71.3輸電線路等值電路81.4MATLAB/SIMULINK簡(jiǎn)介和特點(diǎn)8第二章、主要設(shè)計(jì)內(nèi)容122.1空載線路的單相合閘過(guò)電壓及其仿真132.2過(guò)電壓產(chǎn)生的物理過(guò)程132.3影響過(guò)電壓的因素152.4限制過(guò)電壓的措施152.5未使用合閘電阻時(shí)的仿真模型及參數(shù)如下172.6合閘相位不同時(shí)對(duì)空載線路合閘過(guò)電壓的影響22t=0，=0時(shí)，也就是電源電壓過(guò)零時(shí)合

9、閘的過(guò)電壓波形如下：22t=0.002s合閘時(shí)過(guò)電壓如下：22t=0.004s時(shí)合閘的過(guò)電壓波形如下：23t=0.005s時(shí)合閘，也就是電源電勢(shì)為最大值時(shí)合閘過(guò)電壓波形如圖：232.7線路損耗不同時(shí)對(duì)合閘操作過(guò)電壓的影響24當(dāng)r=0.1/km時(shí)，過(guò)電壓波形為：24當(dāng)r=0.2/km時(shí)，過(guò)電壓波形為：24當(dāng)r=0.3/km過(guò)電壓波形為：25當(dāng)r=0.4/km過(guò)電壓波形為：252.8斷路器是否帶并聯(lián)電阻時(shí)對(duì)合閘空載線路過(guò)電壓的影響26 2.9分布參數(shù)模型與pi型集中參數(shù)模型的比較28 當(dāng)改用pi型等效電路的模型. 28 當(dāng)改用分布參數(shù)等效模型29 參考文獻(xiàn)：30英文翻譯：31前言 電力系統(tǒng)的輸電線

10、路以及電氣設(shè)備都有各自的電感和電容，由于系統(tǒng)狀態(tài)的突然變化，導(dǎo)致電感和電容元件間電磁能量的互相轉(zhuǎn)換就會(huì)引起振蕩性的過(guò)渡過(guò)程。這個(gè)過(guò)渡過(guò)程會(huì)在輸電線路和某些電氣設(shè)備或者局部電網(wǎng)上造成很高的電壓，即遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)正常的電壓，稱(chēng)作操作過(guò)電壓，本文研究的是河南平頂山到湖北武昌的500kv輸電線路合閘空載過(guò)電壓的研究，從合閘過(guò)電壓的影響因素以及限制措施進(jìn)行研究分析。第一章概述1.1畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)的目的和意義特高壓/超高壓輸電線路是電力系統(tǒng)中的重要電氣設(shè)備，過(guò)電壓是影響電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的重要因素之一，采取有效措施限制過(guò)電壓是電力系統(tǒng)運(yùn)行的基本要求。利用MATLAB/SIMULINK，對(duì)特高壓/超高壓輸電線路進(jìn)行建

11、模，對(duì)輸電線路操作過(guò)電壓的影響因素進(jìn)行仿真分析，對(duì)輸電線路限制操作過(guò)電壓的措施進(jìn)行分析研究，使學(xué)生掌握分析研究輸電線路過(guò)電壓?jiǎn)栴}的方法和步驟，從而提高學(xué)生的分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。MATLAB是目前工程技術(shù)人員進(jìn)行分析研究工作的一個(gè)高效的工具，全面掌握MATLAB仿真分析輸電線路過(guò)電壓的方法，就使學(xué)生具備了對(duì)電力系統(tǒng)中其他問(wèn)題進(jìn)行仿真分析的思路和能力，從而適應(yīng)未來(lái)工作中進(jìn)行獨(dú)立分析研究的需要。1.2特高壓/超高壓輸電線路的構(gòu)成及特點(diǎn) 使用1000千伏及以上的電壓等級(jí)輸送電能。特高壓輸電是在超高壓輸電的基礎(chǔ)上發(fā)展的，其目的仍是繼續(xù)提高輸電能力，實(shí)現(xiàn)大功率的中、遠(yuǎn)距離輸電，以及實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離的電力系

12、統(tǒng)互聯(lián)，建成聯(lián)合電力系統(tǒng)。 1000千伏特高壓交流輸電線路輸送功率約為500千伏線路的4至5倍；正負(fù)800千伏直流特高壓輸電能力是正負(fù)500千伏線路的兩倍多。同時(shí)，特高壓交流線路在輸送相同功率的情況下，可將最遠(yuǎn)送電距離延長(zhǎng)3倍，而損耗只有500千伏線路的25%至40%。輸送同樣的功率，采用1000千伏線路輸電與采用500千伏的線路相比，可節(jié)省60%的土地資源。到2020年前后，國(guó)家電網(wǎng)特高壓骨干網(wǎng)架基本形成，國(guó)家電網(wǎng)跨區(qū)輸送容量將超過(guò)2億千瓦，占全國(guó)總裝機(jī)容量的20%以上。屆時(shí)，從周邊國(guó)家向中國(guó)遠(yuǎn)距離、大容量跨國(guó)輸電將成為可能。對(duì)于特高壓電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)性，專(zhuān)家分析：到2020年，通過(guò)特高壓可以減少

13、裝機(jī)容量約2000萬(wàn)千瓦，節(jié)約電源建設(shè)投資約823億元；每年可減少發(fā)電煤耗2000萬(wàn)噸。北電南送的火電容量可以達(dá)到5500萬(wàn)千瓦，同各區(qū)域電網(wǎng)單獨(dú)運(yùn)行相比，年燃煤成本約降低240億元。對(duì)于交流特高壓而言，主要有兩大技術(shù)攻關(guān)重點(diǎn)：一是制造出可調(diào)的并聯(lián)電抗器，二是研制1000千伏電壓等級(jí)的雙斷口斷路器，這兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題已經(jīng)基本解決。對(duì)于直流特高壓電網(wǎng)而言，其技術(shù)攻關(guān)關(guān)鍵是開(kāi)發(fā)6英寸晶閘管。日本已經(jīng)研制出了6英寸晶閘管，我國(guó)在研制6英寸晶閘管方面也已經(jīng)具備了一定的基礎(chǔ)。我國(guó)晉東南南陽(yáng)荊門(mén)的特高壓交流試驗(yàn)示范工程的意義在于：它將真正實(shí)現(xiàn)全電壓、滿容量、長(zhǎng)距離輸電。此外，對(duì)于我國(guó)電網(wǎng)設(shè)備制造業(yè)而言，中

14、國(guó)建設(shè)特高壓電網(wǎng)對(duì)我國(guó)民族工業(yè)無(wú)疑是一個(gè)巨大的推動(dòng)。中國(guó)從2006年開(kāi)始要發(fā)展特高壓電網(wǎng)，表明中國(guó)已經(jīng)有勇氣解決特高壓這一世界性的難題。 1.3輸電線路等值電路 將參數(shù)均勻分布的輸電線路看成由無(wú)數(shù)個(gè)長(zhǎng)度為dx的小段組成，每單位長(zhǎng)度導(dǎo)線的電感及電阻分別為L(zhǎng)和R,每單位長(zhǎng)度導(dǎo)線對(duì)地電容及電導(dǎo)分別為C和G則單相等值電路如下圖所示。1.4MATLAB/SIMULINK簡(jiǎn)介和特點(diǎn) 20世紀(jì)70年代中期，Cleve Moler博士和其同事在美國(guó)國(guó)家科學(xué)基金的資助下開(kāi)發(fā)了調(diào)用EISPACK和LINPACK的FORTRAN子程序庫(kù)。EISPACK是特征值求解的FORTRAN程序庫(kù)，LINPACK是解線性方程的

15、程序庫(kù)。在當(dāng)時(shí)，這兩個(gè)程序庫(kù)代表矩陣運(yùn)算的最高水平。到20世紀(jì)70年代后期，身為美國(guó)New Mexico大學(xué)計(jì)算機(jī)系系主任的Clev e Moler，在給學(xué)生講授線性代數(shù)課程時(shí)，想教學(xué)生使用EISPACK和LINPACK程序庫(kù)，但他發(fā)現(xiàn)學(xué)生用FORTRAN編寫(xiě)接口程序很費(fèi)時(shí)間，于是他開(kāi)始自己動(dòng)手，利用業(yè)余時(shí)間為學(xué)生編寫(xiě)EISPACK和LINPACK的接口程序。Cleve Moler給這個(gè)接口程序取名為MATLAB，該名為矩陣（matrix）和實(shí)驗(yàn)室（laboratory）兩個(gè)英文單詞的前三個(gè)字母的組合。在以后的數(shù)年里，MATLAB在多所大學(xué)里作為教學(xué)輔助軟件使用，并作為面向大眾的免費(fèi)軟件廣為流

16、傳。1983年春天，Cleve Moler到Stanford大學(xué)講學(xué)，MATLAB深深地吸引了工程師John Little。John Little敏銳地覺(jué)察到MATLAB在工程領(lǐng)域的廣闊前景。同年，他和 Cleve Moler、Sieve Bangert一起，用C語(yǔ)言開(kāi)發(fā)了第二代專(zhuān)業(yè)版。這一代的MATLAB語(yǔ)言同時(shí)具備了數(shù)值計(jì)在算和數(shù)據(jù)圖示化的功能。1984年，Cleve Moler和 John Lithe成立了MathWorks公司，正式把MATLAB推向市場(chǎng)，并繼續(xù)進(jìn)行MATLAB的研究和開(kāi)發(fā)。在當(dāng)今30多個(gè)數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中，就軟件數(shù)學(xué)處理的原始內(nèi)核而言，可分為兩大類(lèi)。一類(lèi)是數(shù)值計(jì)算型

17、軟件，如 MATLAB、Xmath、Gauss等，這類(lèi)軟件長(zhǎng)于數(shù)值計(jì)算，對(duì)處理大批數(shù)據(jù)效率高；另一類(lèi)是數(shù)學(xué)分析型軟件，如Mathematica、Maple等，這類(lèi)軟件以符號(hào)計(jì)算見(jiàn)長(zhǎng)，能給出解析解和任意精度解，其缺點(diǎn)是處理大量數(shù)據(jù)時(shí)效率較低。MathWorks公司順應(yīng)多功能需求之潮流，在其卓越數(shù)值計(jì)算和圖示能力的基礎(chǔ)上，又率先在專(zhuān)業(yè)水平上開(kāi)拓了其符號(hào)計(jì)算、文字處理、可視化建模和實(shí)時(shí)控制能力，開(kāi)發(fā)了適合多學(xué)科、多部門(mén)要求的新一代科技應(yīng)用軟件MATLAB。經(jīng)過(guò)多年的國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)，MATLAB 已經(jīng)占據(jù)了數(shù)值型軟件市場(chǎng)的主導(dǎo)地位。在MATLAB進(jìn)入市場(chǎng)前，國(guó)際上的許多應(yīng)用軟件包都是直接以FORTRAN和C

18、語(yǔ)言等編程語(yǔ)言開(kāi)發(fā)的。這種軟件的缺點(diǎn)是使用面窄、接口簡(jiǎn)陋、程序結(jié)構(gòu)不開(kāi)放以及沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的基庫(kù)，很難適應(yīng)各學(xué)科的最新發(fā)展，因而很難推廣。MATLAB的出現(xiàn)，為各國(guó)科學(xué)家開(kāi)發(fā)學(xué)科軟件提供了新的基礎(chǔ)。在MATLAB問(wèn)世不久的20世紀(jì)80年代中期，原先控制領(lǐng)域里的一些軟件包紛紛被淘汰或在MATLAB上重建。 MathWorks公司1993年推出了MATLAB 4.0版，1995年推出4.2C版（for win3.X）1997年推出5.0版。1999年推出5.3版。MATLAB 5.X較MATLAB 4.X無(wú)論是界面還是內(nèi)容都有長(zhǎng)足的進(jìn)展，其幫助信息采用超文本格式和PDF格式，在Netscape 3.0或

19、IE 4.0及以上版本，Acrobat Reader中可以方便地瀏覽。時(shí)至今日，經(jīng)過(guò)Math Works公司的不斷完善，MATLAB已經(jīng)發(fā)展成為適合多學(xué)科、多種工作平臺(tái)的功能強(qiáng)勁的大型軟件。在國(guó)外，MATLAB已經(jīng)經(jīng)受了多年考驗(yàn)。在歐美等高校，MATLAB已經(jīng)成為線性代數(shù)、自動(dòng)控制理論、數(shù)理統(tǒng)計(jì)、數(shù)字信號(hào)處理、時(shí)間序列分析、動(dòng)態(tài)系統(tǒng)仿真等高級(jí)課程的基本教學(xué)工具；成為攻讀學(xué)位的大學(xué)生、碩士生、博士生必須掌握的基本技能。在設(shè)計(jì)研究單位和工業(yè)部門(mén)，MATLAB被廣泛用于科學(xué)研究和解決各種具體問(wèn)題。MATLAB功能簡(jiǎn)介及應(yīng)用范圍MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（MatrixLaboratory）的簡(jiǎn)稱(chēng)。除具備

20、卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專(zhuān)業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C,FORTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多。 當(dāng)前流行的MATLAB 5.3/Simulink 3.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbox)。工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包。功能工具包用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算,可視化建模仿真,文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。學(xué)科工具包是專(zhuān)業(yè)性比較強(qiáng)的工具包,控制工具包,信號(hào)處理工具包,通信工具包等都屬于此類(lèi)。 MATL

21、AB和Mathematica、Maple并稱(chēng)為三大數(shù)學(xué)軟件。它在數(shù)學(xué)類(lèi)科技應(yīng)用軟件中在數(shù)值計(jì)算方面首屈一指。MATLAB可以進(jìn)行矩陣運(yùn)算、繪制函數(shù)和數(shù)據(jù)、實(shí)現(xiàn)算法、創(chuàng)建用戶界面、連接其他編程語(yǔ)言的程序等，主要應(yīng)用于工程計(jì)算、控制設(shè)計(jì)、信號(hào)處理與通訊、圖像處理、信號(hào)檢測(cè)、金融建模設(shè)計(jì)與分析等領(lǐng)域。 MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué)、工程中常用的形式十分相似，故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C，F(xiàn)ORTRAN等語(yǔ)言完成相同的事情簡(jiǎn)捷得多，并且mathwork也吸收了像Maple等軟件的優(yōu)點(diǎn),使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。在新的版本中也加入了對(duì)C，F(xiàn)ORTRAN，C+

22、，JAVA的支持?？梢灾苯诱{(diào)用,用戶也可以將自己編寫(xiě)的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛(ài)好者都編寫(xiě)了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以使用。MATLAB有著強(qiáng)大的功能，可以用來(lái)進(jìn)行多種工作，具體如下： 數(shù)值分析、數(shù)值和符號(hào)計(jì)算、工程與科學(xué)繪圖、控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與仿真、數(shù)字圖像處理技術(shù)、數(shù)字信號(hào)處理技術(shù)、通訊系統(tǒng)設(shè)計(jì)與仿真、財(cái)務(wù)與金融工程等。 MATLAB 的應(yīng)用范圍非常廣，包括信號(hào)和圖像處理、通訊、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、測(cè)試和測(cè)量、財(cái)務(wù)建模和分析以及計(jì)算生物學(xué)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域。附加的工具箱（單獨(dú)提供的專(zhuān)用 MATLAB 函數(shù)集）擴(kuò)展了 MATLAB 環(huán)境，

23、可以解決這些應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)特定類(lèi)型的問(wèn)題。MATLAB的語(yǔ)言特點(diǎn)MATLAB被稱(chēng)為第四代計(jì)算機(jī)語(yǔ)言，利用其豐富的函數(shù)資源，使編程人員從繁瑣的程序代碼中解放出來(lái)。MATLAB的最突出的特點(diǎn)就是簡(jiǎn)潔。MATLAB用更直觀的、符合人們思維習(xí)慣的代碼，代替了C和FORTRAN語(yǔ)言的冗長(zhǎng)代碼。MATLAB給用戶帶來(lái)的是最直觀、最簡(jiǎn)潔的程序開(kāi)發(fā)環(huán)境。以下簡(jiǎn)單介紹一下MATLAB的主要特點(diǎn)。語(yǔ)言簡(jiǎn)潔緊湊，使用方便靈活，庫(kù)函數(shù)極其豐富。MATLAB程序書(shū)寫(xiě)形式自由，利用其豐富的庫(kù)函數(shù)避開(kāi)繁雜的子程序編程任務(wù)，壓縮了一切不必要的編程工作。由于庫(kù)函數(shù)都由本領(lǐng)域的專(zhuān)家編寫(xiě)，用戶不必?fù)?dān)心函數(shù)的可靠性。運(yùn)算符豐富。由于MA

24、TLAB是用C語(yǔ)言編寫(xiě)的，MATLAB提供了和C語(yǔ)言幾乎一樣多的運(yùn)算符，靈活使用MATLAB的運(yùn)算符將使程序變得極為簡(jiǎn)短，具體運(yùn)算符見(jiàn)附表。MATLAB既具有結(jié)構(gòu)化的控制語(yǔ)句（如for循環(huán)、while循環(huán)、break語(yǔ)句和if語(yǔ)句），又有面向?qū)ο缶幊痰奶匦?。語(yǔ)法限制不嚴(yán)格，程序設(shè)計(jì)自由度大。例如，在MATLAB里，用戶無(wú)需對(duì)矩陣預(yù)定義就可使用。程序的可移植性很好，基本上不做修改就可以在各種型號(hào)的計(jì)算機(jī)和操作系統(tǒng)上運(yùn)行。MATLAB的圖形功能強(qiáng)大。在FORTRAN和C語(yǔ)言里，繪圖都很不容易，但在MATLAB里，數(shù)據(jù)的可視化非常簡(jiǎn)單。MATLAB還具有較強(qiáng)的編輯圖形界面的能力。MATLAB的缺點(diǎn)是

25、，它和其他高級(jí)程序相比，程序的執(zhí)行速度較慢。由于MATLAB的程序不用編譯等預(yù)處理，也不生成可執(zhí)行文件，程序?yàn)榻忉寛?zhí)行，所以速度較慢。功能強(qiáng)勁的工具箱是MATLAB的另一重大特色。MATLAB包含兩個(gè)部分：核心部分和各種可選的工具箱。核心部分中有數(shù)百個(gè)核心內(nèi)部函數(shù)。其工具箱又可分為兩類(lèi)：功能性工具箱和學(xué)科性工具箱。功能性工具箱主要用來(lái)擴(kuò)充其符號(hào)計(jì)算功能、圖示建模仿真功能、文字處理功能以及與硬件實(shí)時(shí)交互功能。功能性工具箱能用于多種學(xué)科。而學(xué)科性工具箱是專(zhuān)業(yè)性比較強(qiáng)的，如control、toolbox、signal processing toolbox、communication toolbox等

26、。這些工具箱都是由該領(lǐng)域內(nèi)的學(xué)術(shù)水平很高的專(zhuān)家編寫(xiě)的，所以用戶無(wú)需編寫(xiě)自己學(xué)科范圍內(nèi)的基礎(chǔ)程序，而直接進(jìn)行高、精、尖的研究。下表列出了MATLAB的核心部分及其工具箱等產(chǎn)品系列的主要應(yīng)用領(lǐng)域。源程序的開(kāi)放性。開(kāi)放性也許是MATLAB最受人們歡迎的特點(diǎn)。除內(nèi)部函數(shù)以外，所有MATLAB的核心文件和工具箱文件都是可讀可改的源文件，用戶可通過(guò)對(duì)源文件的修改以及加入自己的文件構(gòu)成新的工具箱。Simulink簡(jiǎn)介Simulink是Matlab軟件下的一個(gè)附加組件，是一個(gè)用來(lái)對(duì)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行建模、仿真和分析的MATLAB軟件包。支持連續(xù)、離散以及兩者混合的線性和非線性系統(tǒng)，同時(shí)它也支持具有不同部分擁有不同采

27、樣率的多種采樣速率的仿真系統(tǒng)。在其下提供了豐富的仿真模塊。其主要功能是實(shí)現(xiàn)動(dòng)態(tài)系統(tǒng)建模、方針與分析，可以預(yù)先對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行仿真分析，按仿真的最佳效果來(lái)調(diào)試及整定控制系統(tǒng)的參數(shù)。Simulink仿真與分析的主要步驟按先后順序?yàn)闉?從模塊庫(kù)中選擇所需要的基本功能模塊，建立結(jié)構(gòu)圖模型，設(shè)置仿真參數(shù)，進(jìn)行動(dòng)態(tài)仿真并觀看輸出結(jié)果，針對(duì)輸出結(jié)果進(jìn)行分析和比較。Simulink模塊庫(kù)提供了豐富的描述系統(tǒng)特性的典型環(huán)節(jié)，有信號(hào)源模塊庫(kù)(Source) ,接收模塊庫(kù)（Sinks），連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（Continuous），離散系統(tǒng)模塊庫(kù)（Discrete），非連續(xù)系統(tǒng)模塊庫(kù)（Signal Routing），信號(hào)屬性模

28、塊庫(kù)（Signal Attributes），數(shù)學(xué)運(yùn)算模塊庫(kù)（Math Operations），邏輯和位操作庫(kù)（Logic and Bit Operations）等等，此外還有一些特定學(xué)科仿真的工具箱。Simulink為用戶提供了一個(gè)圖形化的用戶界面（GUI）。對(duì)于用方框圖表示的系統(tǒng)，通過(guò)圖形界面，利用鼠標(biāo)單擊和拖拉方式，建立系統(tǒng)模型就像用鉛筆在紙上繪制系統(tǒng)的方框圖一樣簡(jiǎn)單，它與用微分方程和差分方程建模的傳統(tǒng)仿真軟件包相比，具有更直觀、更方便、更靈活的優(yōu)點(diǎn)。不但實(shí)現(xiàn)了可視化的動(dòng)態(tài)仿真，也實(shí)現(xiàn)了與MATLAB、C或者FORTRAN語(yǔ)言，甚至和硬件之間的數(shù)據(jù)傳遞，大大擴(kuò)展了它的功能。第二章、主要設(shè)計(jì)

29、內(nèi)容2.1空載線路的單相合閘過(guò)電壓及其仿真本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：空載線路的合閘過(guò)電壓及其仿真利用MATLAB建立的電路模型如下： 電力系統(tǒng)中空載線路的合閘有兩種不同的形式：一種是計(jì)劃性的合閘操作；另一種是自動(dòng)重合閘操作?？蛰d線路無(wú)論是計(jì)劃性合閘還是自動(dòng)重合閘，都將使線路從一種穩(wěn)態(tài)過(guò)度到另一種穩(wěn)態(tài)，由由于系統(tǒng)有L、C的存在，會(huì)產(chǎn)生振蕩過(guò)電壓。由于長(zhǎng)線路的分布參數(shù)特性，過(guò)電壓將有工頻穩(wěn)態(tài)分量和無(wú)限個(gè)迅速衰減的高頻諧波分量疊加組成。2.2過(guò)電壓產(chǎn)生的物理過(guò)程 空載線路合閘過(guò)電壓與系統(tǒng)和線路參數(shù)有關(guān)。從不考慮線路的參數(shù)的分布特性和考慮線路的分布特性?xún)煞N情況，討論空載合閘過(guò)電壓產(chǎn)生的物理過(guò)程和過(guò)電壓

30、計(jì)算。不考慮線路參數(shù)的分布特性計(jì)劃性合閘 當(dāng)不考慮線路參數(shù)分布特性時(shí)，分析空載線路合閘（合空線）過(guò)電壓的等值電路如圖所示，圖中L為電感，Ct為線路電容，電源電勢(shì)e（t）=Emcos（wt+）。在計(jì)劃合閘前，線路不存在故障和殘余電壓，即等值電路中C2初始電壓uc（0） =0. 假定t=0合閘，若合閘相角=0，即在電源電勢(shì)為最大值Em時(shí)合閘，合閘瞬間線路上電壓要從零值過(guò)度到Em，等值電路將產(chǎn)生高頻振蕩，線路上產(chǎn)生的最大過(guò)電壓值為Ucm=2Em；若合閘相角=/2，即在電源電勢(shì)為零值時(shí)合閘，這時(shí)不會(huì)產(chǎn)生振蕩，也就不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓。自動(dòng)重合閘 自動(dòng)重合閘空載線路線路引起的過(guò)電壓，主要考慮三相重合閘情況。當(dāng)

31、系統(tǒng)某一相發(fā)生接地故障時(shí)，三相斷路器跳開(kāi)，這時(shí)非故障相線路電容Ct上將有殘余電荷，即這時(shí)uc（0)不等于零。 假定t=0合閘，電源重合閘相角=0，若非故障相殘余電壓為-Em，則重合閘瞬間線路上電壓要從-Em過(guò)渡到電勢(shì)為Em，將引起高頻振蕩，產(chǎn)生過(guò)電壓幅值為Ucm=2Em-（-Em）=3Em；若非故障相殘余電壓為Em，這時(shí)重合閘，線路上電壓不變，也就不會(huì)產(chǎn)生過(guò)電壓。從上述分析可知計(jì)劃性空合閘線路產(chǎn)生的最大過(guò)電壓為2.0倍；三相重合空載線路產(chǎn)生最大過(guò)電壓為3.0倍?？紤]線路的分布參數(shù)特性通過(guò)上述分析可知，在最不利的三相重合閘條件下，由于非故障相的初始電位影響，最大值過(guò)電壓可達(dá)3.0倍。顯然，對(duì)于超

32、高壓電網(wǎng)這種情況是不允許發(fā)生的，故超高壓電網(wǎng)中不采用三相重合閘操作方式，故采用單相自動(dòng)重合閘時(shí)，空載線路的初始電位都為0. 為簡(jiǎn)化分析，略去線路損耗假定三相斷路器同期合閘，則仍可按單相分析空載線路合閘過(guò)程。圖中用于分析空載線路合閘的單相等值電路圖。 設(shè)t=0時(shí)初始電壓為零的空載長(zhǎng)線與交流電源e(t)=Emcos(wt+)接通，利用拉普拉斯變換可以寫(xiě)出合閘后的線路首端電壓的運(yùn)算形式為式中E（p）-電源電壓運(yùn)算形式；PL-電源內(nèi)電感的運(yùn)算形式電抗；Zrk（p）-運(yùn)算形式的空載長(zhǎng)線路首端的入口阻抗，Zrk（p）=Zc1cth（p）l。線路末端的運(yùn)算形式則為U2（p）=k12（p）U1（p）式中K12

33、（p）-線路首端到末端的傳遞函數(shù)，對(duì)于空載長(zhǎng)線路K12（p）=1/ch（p）l線路末端電壓的運(yùn)算表達(dá)式為：利用分解定理，可得合閘后線路末端的電壓表達(dá)式為：由上式可以看到，過(guò)度過(guò)程中線路上電壓由穩(wěn)態(tài)分量Awcoswt和自由分量Aicoswit組成，其中自由分量是由各諧波分量Aicoswit組成。由物理概念可知，各分量的振幅Ai，Ai與電源及線路參數(shù)有關(guān)，各分量的振蕩角頻率Wi則有電源內(nèi)電感及線路參數(shù)所決定，不同諧波振幅值A(chǔ)i隨著wi增加而減小。由計(jì)算可知，在某種情況下，空載長(zhǎng)線路合閘時(shí)的基波分量振幅Ai可能較穩(wěn)態(tài)分量振幅A大，而過(guò)電壓倍數(shù)可能大于2，這是在集中參數(shù)電路中是不會(huì)出現(xiàn)的。在超高壓電網(wǎng)

34、中，線路損耗通常較小，對(duì)諧波振蕩角頻率wi影響較小，而主要影響諧波振幅Ai，考慮線路損耗影響，線路末端電壓可表達(dá)為i-各次諧波振幅的衰減系數(shù)。2.3影響過(guò)電壓的因素 由上述分析可知，空載線路的合閘過(guò)電壓取決于合閘時(shí)電源電壓相位角，是個(gè)隨機(jī)數(shù)值，遵循統(tǒng)計(jì)規(guī)律。一般合閘有預(yù)擊穿現(xiàn)象，即合閘過(guò)程中，隨著觸頭間距離越來(lái)越近，觸頭間電位差已將介質(zhì)擊穿，使電氣接通早于機(jī)械觸頭的接觸。對(duì)于油斷路器的統(tǒng)計(jì)表明，合閘相位角多半處于最大值附近的正負(fù)30度之內(nèi)。但對(duì)于快速空氣斷路器而言，合閘相位角的分布比較均勻，既有可能在=0時(shí)合閘，也有可能在0時(shí)合閘，也可能在=90時(shí)合閘。 線路上殘余電壓uc（0）的極性和大小，

35、對(duì)過(guò)電壓的幅值的影響也很大，這是三相重合閘過(guò)電壓的重要特點(diǎn)。殘余電壓的大小取決于線路絕緣子表面的泄漏，在0.3-0.5s重合閘時(shí)間內(nèi)，殘余電壓一般可下降10%-30%。當(dāng)系統(tǒng)采用單相重合閘操作方式時(shí)，線路上殘余電壓為零。此外，空載線路的合閘過(guò)電壓還與線路參數(shù)，電網(wǎng)結(jié)構(gòu)，母線的出線數(shù)，斷路器合閘時(shí)三相的同期性和導(dǎo)線電暈有關(guān)。2.4限制過(guò)電壓的措施 超高壓系統(tǒng)中，在最不利的情況下，空載線路的合閘過(guò)電壓可能達(dá)到2.5倍以上，除采用并聯(lián)電抗電抗器等降壓措施外，尚需采用專(zhuān)門(mén)的措施加以強(qiáng)迫限制。 目前，我國(guó)采用自帶并聯(lián)電阻的斷路器作為主要限壓措施，并用性能良好的氧化鋅避雷器作為后備保護(hù)。對(duì)于短線路，可用氧

36、化鋅避雷器作為主要限壓措施。下面討論斷路器的并聯(lián)電阻對(duì)合閘過(guò)電壓的抑制作用。帶并聯(lián)電阻斷路器的等值電路如下圖所示。圖中S1為主觸頭，S2為輔助觸頭，R為并聯(lián)電阻。合閘操作時(shí)，先合輔助觸頭S2,R串入回路中阻尼振蕩，間隔一定時(shí)間后，再合主觸頭S1，完成合閘操作。采用帶有合閘電阻的斷路器后一般可將合空線過(guò)電壓限制到2倍以下。斷路器的并聯(lián)電阻值可依據(jù)系統(tǒng)允許的操作過(guò)電壓水平，通過(guò)計(jì)算獲得。在超高壓系統(tǒng)，斷路器的并聯(lián)電阻一般取R=400，其接入時(shí)間一般取8-10ms。采用單相自動(dòng)重合閘，這時(shí)故障相的初始電壓Uc（0）=0，重合閘時(shí)就不會(huì)出現(xiàn)高幅值的過(guò)電壓，利用線路側(cè)的電磁式電壓互感器，也可泄放線路上的

37、殘余電荷，可降低重合閘過(guò)電壓。采用息弧能力強(qiáng)通流容量大的氧化鋅避雷器，可限制合空線過(guò)電壓幅值。合空載線路產(chǎn)生過(guò)電壓是由于合閘時(shí)斷路器觸頭間有電壓差引起的。因此可采用專(zhuān)門(mén)的同步合閘控制裝置，使斷路器在觸頭間的電位差接近于零時(shí)完成合閘操作，這將使合閘暫態(tài)過(guò)電壓大大減弱，從而可基本消除空載線路合閘過(guò)電壓。從上面分析可知，畢業(yè)設(shè)計(jì)可從以下三個(gè)方面進(jìn)行研究：一是通過(guò)改變斷路器的合閘相角來(lái)改變過(guò)電壓的大?。欢?，改變線路損耗來(lái)研究過(guò)電壓的大??；三是通過(guò)是否使用帶并聯(lián)電阻的斷路器來(lái)研究操作過(guò)電壓。這次畢業(yè)設(shè)計(jì)我主要研究對(duì)象是以平武線（河南平頂山到湖北武昌）500kv輸電線路的單相合閘空載線路過(guò)電壓為對(duì)象進(jìn)行

38、的研究，這條輸電線路長(zhǎng)度為594.88km，踏所采用的是LGJQ-300*4的鋼芯鋁絞線，查得它的參數(shù)為：r1=0.023/km，X1=0.276/km,b1=4.03x10S/km,r1,x1,b1分別為其單位長(zhǎng)度的電阻，電抗，導(dǎo)納參數(shù)。由公式：x1=2fL,可以計(jì)算得L=0.87898x10H/km,由公式：和可得c=12.76x10F/km2.5未使用合閘電阻時(shí)的仿真模型及參數(shù)如下交流電源的參數(shù)R參數(shù)設(shè)置RLC參數(shù)設(shè)置C1參數(shù)設(shè)置斷路器B的參數(shù)設(shè)置分布參數(shù)電路的參數(shù)仿真S1的波形為t=0.005s合閘時(shí)S2的波形為所以在空載線路合閘會(huì)發(fā)生過(guò)電壓。當(dāng)然影響空載線路合閘過(guò)電壓的因素有很多，下

39、面主要分析在合閘時(shí)刻的電源電壓的相位角不同時(shí)的過(guò)電壓，以及斷路器是否帶并聯(lián)電阻對(duì)過(guò)電壓的影響。當(dāng)然在實(shí)際電路中，能量損耗會(huì)引起振蕩分量的衰減，損耗主要有兩個(gè)方面：一是輸電線路及電源的電阻，二是過(guò)電壓較高時(shí)，線路上上出現(xiàn)出現(xiàn)電暈，這些都會(huì)使過(guò)電壓降低。2.6合閘相位不同時(shí)對(duì)空載線路合閘過(guò)電壓的影響t=0，=0時(shí)，也就是電源電壓過(guò)零時(shí)合閘的過(guò)電壓波形如下：t=0.002s合閘時(shí)過(guò)電壓如下：t=0.004s時(shí)合閘的過(guò)電壓波形如下：t=0.005s時(shí)合閘，也就是電源電勢(shì)為最大值時(shí)合閘過(guò)電壓波形如圖：由上圖可以看出角的不同確實(shí)會(huì)對(duì)合閘過(guò)電壓產(chǎn)生影響，最后達(dá)到穩(wěn)態(tài)值得電壓都要比電源電壓500kv要大達(dá)到了

40、600kv左右是由于長(zhǎng)線路的電容效應(yīng)引起的?？紤]到線路損耗的影響，我們來(lái)改變一下線路損耗對(duì)合閘過(guò)電壓的影響（為了防止電容效應(yīng)對(duì)仿真結(jié)果的影響，我們來(lái)改變單位長(zhǎng)度電阻的大小來(lái)探究線路損耗對(duì)合閘過(guò)電壓的影響），上面單位長(zhǎng)度電阻為0.0263/km，下面討論在t=0.005s時(shí)合閘過(guò)電壓不同單位長(zhǎng)度電阻（不同電路損耗）對(duì)合空線過(guò)電壓的影響。當(dāng)r=0.1/km,0.2/km,0.3/km,0.4/km時(shí)進(jìn)行比較。2.7線路損耗不同時(shí)對(duì)合閘操作過(guò)電壓的影響當(dāng)r=0.1/km時(shí)，過(guò)電壓波形為：當(dāng)r=0.2/km時(shí)，過(guò)電壓波形為：當(dāng)r=0.3/km過(guò)電壓波形為：當(dāng)r=0.4/km過(guò)電壓波形為：通過(guò)上圖分析線

41、路損耗越大線路合閘電壓也就越低。2.8斷路器是否帶并聯(lián)電阻時(shí)對(duì)合閘空載線路過(guò)電壓的影響在斷路器沒(méi)有并聯(lián)電阻的時(shí)候：斷路器在0.025s時(shí)候合閘時(shí)S2的波形為：在斷路器有并聯(lián)電阻的時(shí)候：先合輔助觸頭B，在合B1,在0.017s合輔助觸頭B，在0.025s合主觸頭B1（并聯(lián)電阻阻值為400）.這時(shí)合閘過(guò)電壓波形為：通過(guò)斷路器是否帶并聯(lián)電阻的過(guò)電壓波形分析比較可得，帶并聯(lián)電阻的斷路器可大大減小合閘空載線路的過(guò)電壓。2.9分布參數(shù)模型與pi型集中參數(shù)模型的比較：當(dāng)改用pi型等效電路的模型，在0.005s合閘過(guò)電壓波形為：使用分布參數(shù)等效電路在0.005s合閘的過(guò)電壓波形為：可以看出使用pi型等效電路沒(méi)

42、有使用分布參數(shù)電路的過(guò)電壓高，pi型電路限制了電路中電壓，電流頻率的變化范圍，對(duì)于研究基頻下的電力系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，pi型電路可達(dá)到足夠的精度，但是對(duì)于研究開(kāi)關(guān)合閘瞬變等含高頻暫態(tài)分量問(wèn)題時(shí)，就不得不考慮分布參數(shù)特性，本次設(shè)計(jì)研究的是500kv，598.88km的線路就不得不考慮分布參數(shù)特性了，所以使用分布參數(shù)模塊更加符合實(shí)際線路的情況。結(jié)論：合閘時(shí)電源電壓的瞬時(shí)值取決于它的相位，相位的不同直接影響過(guò)電壓的幅值，若需要在較有利的情況下合閘，一方面需要改進(jìn)高壓短路器的機(jī)械特性，提高觸頭的運(yùn)動(dòng)速度，防止觸頭間預(yù)擊穿的產(chǎn)生；另一方面通過(guò)專(zhuān)門(mén)的控制裝置選擇合閘相位，使斷路器在觸頭間電位極性

43、相同或電位差接近于零時(shí)完成合閘。實(shí)際上還受線路損耗的影響較大，線路上的電阻和過(guò)電壓較高時(shí)線路上的電暈都構(gòu)成能量的損耗，消耗了過(guò)渡過(guò)程的能量，而使得過(guò)電壓幅值降低。對(duì)于斷路器是否加并聯(lián)電阻時(shí)，帶并聯(lián)電阻的斷路器基本上限制空載線路合閘過(guò)電壓。pi型電路限制了電路中電壓，電流頻率的變化范圍，對(duì)于研究基頻下的電力系統(tǒng)與控制系統(tǒng)之間的相互關(guān)系，pi型電路可達(dá)到足夠的精度，但是對(duì)于研究開(kāi)關(guān)合閘瞬變等含高頻暫態(tài)分量問(wèn)題時(shí)，就不得不考慮分布參數(shù)特性了。參考文獻(xiàn)：1 SimPowerSystems Users Guide.pdf2 于群 MATLAB/Simulink電力系統(tǒng)建模與仿真 北京：機(jī)械工業(yè)出版社3

44、王晶等編著 電力系統(tǒng)的MATLAB/SIMULINK仿真與應(yīng)用 西安：西安電子科技大學(xué)出版社4 施圍 電力系統(tǒng)過(guò)電壓計(jì)算 西安：西安交通大學(xué)出版社5 魯鐵成 電力系統(tǒng)過(guò)電壓 北京：中國(guó)水利水電出版社6 劉振亞 特高壓電網(wǎng) 北京：中國(guó)經(jīng)濟(jì)出版社7 施圍，郭潔。 電力系統(tǒng)過(guò)電壓計(jì)算 北京：高等教育出版社8 林莘 現(xiàn)代高壓電器技術(shù) 北京：機(jī)械工業(yè)出版社9 蘇小林 電力系統(tǒng)分析 北京：中國(guó)電力出版社10張一塵 高電壓技術(shù) 北京：中國(guó)電力出版社 英文翻譯：基于微處理器的繼電保護(hù) 這篇文章頁(yè)探討了多重質(zhì)量測(cè)量方法來(lái)觀測(cè)，測(cè)量計(jì)算P（繼電器可靠度）和無(wú)效用性。這是一個(gè)重要的考慮到工業(yè)商業(yè)設(shè)施需要修復(fù)或者更換

45、的舊的電機(jī)的或者電晶體的保護(hù)繼電器的設(shè)備，因?yàn)樵O(shè)備故障，誤操作或者意外的差錯(cuò)，以及丟失的部分。雖然P繼電器適用于商業(yè)已經(jīng)20多年了，過(guò)去的40年也一直在研究，但是工業(yè)和商業(yè)裝置工程師卻不太愿意接納P技術(shù)。在北美，不論何時(shí)何地，只要可能，以取代舊的保護(hù)設(shè)備升級(jí)和更換新的微處理器繼電器設(shè)備。這篇文章是非常有用的咨詢(xún)工程師，工業(yè)和商業(yè)電力工廠的工程師，以及原始設(shè)備制造商（OEM）的工程師們有興趣做得不到工業(yè)配電系統(tǒng)采用微處理器的繼電器可靠性和預(yù)測(cè)。此外，本文協(xié)助表演設(shè)施的研究，以評(píng)估和改善系統(tǒng)的可靠性或現(xiàn)有工廠的能力時(shí)，那些微處理器繼電器的成本與可靠性的決定。 本文探討了在性能上的好處（靈敏性和速動(dòng)

46、性），可靠性（安全性，選擇性和可靠性），可用性，效率，經(jīng)濟(jì)性，安全性，兼容性，和微處理器多功能超過(guò)以前的現(xiàn)有技術(shù)的繼電保護(hù)技術(shù)的能力，即機(jī)電和固體state.The建議典型的價(jià)值觀，質(zhì)量的測(cè)量和繼電保護(hù)的性能，可靠性分析，不可用的本意是什么可以用來(lái)作為一個(gè)在我們這個(gè)行業(yè)的基準(zhǔn)的建議。 在1988年的文章“微機(jī)繼電保護(hù)的實(shí)際利益”1，在第15屆西方繼電保護(hù)會(huì)議（WPRC）中所述的設(shè)備硬件和典型的早期模型為基礎(chǔ)的微處理器的保護(hù)繼電器，執(zhí)行信號(hào)輸入，邏輯操作和計(jì)算處理。后來(lái)在1991年和1992年，2 3提供了良好的詳細(xì)解釋和增加業(yè)務(wù)靈活性的例子和微處理器繼電器的附加功能，更好地適應(yīng)系統(tǒng)的干擾，繼電

47、器故障，保護(hù)理念，并改變電力系統(tǒng)的條件。 系統(tǒng)制造商正在增加具有顯著的成本和電力的后果，往往被迫停運(yùn)可以大大超過(guò)失敗的配電設(shè)備的更換項(xiàng)目成本。此外，工業(yè)廠房，美國(guó)宇航局的“失敗的管理者和運(yùn)營(yíng)商是不是一種選擇”的心態(tài)，就被迫進(jìn)程的中斷將被要求看工廠的電力系統(tǒng)固有的可靠性，包括繼電保護(hù)裝置和組件配電設(shè)備，試圖接近零缺陷，未清除的電力系統(tǒng)故障。參考文獻(xiàn)4，在這篇文章中使用的術(shù)語(yǔ)提供下列定義：質(zhì)量：整體的產(chǎn)品或服務(wù)的功能和特點(diǎn)，它有能力承擔(dān)明示或暗示滿足需求?？煽啃裕ɡ^電器或繼電器系統(tǒng)）：一定程度繼電器或繼電器系統(tǒng)，將正確執(zhí)行的措施。注：可靠性表示把握正確的操作連同保證對(duì)所有多余的原因不正確的操作（安

48、全）?？捎眯裕哼m用于個(gè)別元件的性能或系統(tǒng)，它是長(zhǎng)期的一個(gè)組件或系統(tǒng)服務(wù)的時(shí)間平均分?jǐn)?shù)是圓滿執(zhí)行其預(yù)定的功能。一個(gè)替代的可用性和等價(jià)定義是，服務(wù)是一個(gè)組件或系統(tǒng)的穩(wěn)態(tài)概率。不可用：長(zhǎng)期的組件或系統(tǒng)因故障或計(jì)劃中斷服務(wù)的時(shí)間平均分?jǐn)?shù)。另一種定義是一個(gè)組件或系統(tǒng)因故障或計(jì)劃中斷服務(wù)的穩(wěn)態(tài)問(wèn)題的能力。失敗率：?jiǎn)挝黄毓鈺r(shí)間的一個(gè)組成部分失敗的平均數(shù)。通常情況下，時(shí)間是表示在幾年，故障率定在每年的失敗。故障率：每個(gè)單位曝光時(shí)間里，一個(gè)元件的故障的平均數(shù)。通常，時(shí)間是以年為單位的，故障率是每年的故障率。故障的平均數(shù)：平均數(shù)直到元件的第一次故障，組件為故障失效模式，例如白熾燈泡。故障中的平均數(shù)：一個(gè)元件的連續(xù)

49、的故障中的平均曝光時(shí)間。故障中的平均數(shù)是可以預(yù)計(jì)的，假設(shè)在那段時(shí)間內(nèi)有足夠的故障發(fā)生，以那段時(shí)間的故障數(shù)來(lái)劃分曝光時(shí)間。去除率：每年一個(gè)元件的移除的平均數(shù)。即1/MTBR運(yùn)行，電力中斷：一個(gè)元件或系統(tǒng)因?yàn)橐恍┲苯优c之關(guān)聯(lián)的時(shí)件而不能正常的運(yùn)行指定的功能時(shí)，這樣一種狀態(tài)就是中斷。 微處理器接力計(jì)劃是簡(jiǎn)單的設(shè)計(jì)，使用相同的數(shù)據(jù)輸入繼電器內(nèi)執(zhí)行額外的，因?yàn)樗鼈兪褂幂^少的中繼組件和輔助設(shè)備。這些計(jì)劃用布爾代數(shù)表達(dá)式的中繼功能。可以概括為如下的改進(jìn)：低負(fù)擔(dān)器件。更簡(jiǎn)單的保護(hù)方案和緊湊的設(shè)計(jì)，由于多功能設(shè)備。例如，變壓器保護(hù)的主要差動(dòng)繼電器和備份的時(shí)間和瞬時(shí)過(guò)流的租金需要十（EMRS）機(jī)電繼電器的繼電器被

50、減少到一所小學(xué)和備份多功能微處理器為基礎(chǔ)的繼電器降低成本。更廣泛和持續(xù)的設(shè)置范圍。更大的敏感性，由于較高的準(zhǔn)確計(jì)量和重復(fù)性繼電器。因此，0.2秒?yún)f(xié)調(diào)，而不是典型的0.3秒的時(shí)間間隔（CTI），可用于協(xié)調(diào)。故障檢測(cè)和高速跳閘，提供更好的系統(tǒng)穩(wěn)定性和電能質(zhì)量。靈活性設(shè)計(jì)或改變保護(hù)計(jì)劃（固態(tài)模擬或數(shù)字繼電器）無(wú)需安裝額外配置例如控制開(kāi)關(guān)，因?yàn)橛脩舻挠H可編程邏輯。負(fù)序兩極分化。負(fù)序電流和差動(dòng)元件。三極子循環(huán)電流差動(dòng)保護(hù)。內(nèi)置同步檢查功能，以監(jiān)督斷路器合閘條件。 一個(gè)繼電保護(hù)系統(tǒng)，包括繼電器，電壓和電流互感器，斷路器，直流電源，控制電纜，一個(gè)繼電器數(shù)據(jù)交換之間的通信渠道。繼電保護(hù)的可靠性取決于所有系統(tǒng)元

51、素。在過(guò)去，EMRS是負(fù)責(zé)為保護(hù)系統(tǒng)運(yùn)行故障或意外操作的高比例。作為在本文所展示的，微處理器的繼電器是高度可靠的設(shè)備，提供保護(hù)和故障記錄和可以監(jiān)視的保護(hù)系統(tǒng)的一些元素的狀態(tài)。 這些設(shè)備在系統(tǒng)擾動(dòng)和故障收集的信息是非常重要的，了解電力系統(tǒng)的行為和評(píng)估分析這些信息不能被夸大其作用。此外，許多新的功能都沒(méi)有在以前的技術(shù)，如以下多種設(shè)置組內(nèi)置的事件報(bào)告顯示電壓和電流水平和繼電器元素，觸點(diǎn)輸出，接點(diǎn)輸入狀態(tài)，每一個(gè)第四周期（4次，每次處理其邏輯繼電器電源周期）故障定位自動(dòng)測(cè)試事件序列（國(guó)有企業(yè)）紀(jì)錄內(nèi)置測(cè)光，消除傳感器和儀表遠(yuǎn)程通信訪問(wèn)設(shè)置，監(jiān)測(cè)和控制整個(gè)工廠所有接力項(xiàng)目和國(guó)有企業(yè)的信息時(shí)間戳到1毫秒的

52、精度，使用一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的全球定位系統(tǒng)（GPS）的時(shí)間同步信號(hào)，使故障后中斷調(diào)查，涉及多個(gè)事件在不同的繼電器容易正確重建的根本原因分析。提高可靠性?xún)?nèi)置微處理器繼電器的功能，使電力系統(tǒng)更安全，更可靠，更經(jīng)濟(jì)。我們?cè)O(shè)計(jì)和測(cè)試，微處理器的繼電器在惡劣環(huán)境下可靠運(yùn)行。畢竟，一個(gè)中繼需要更少的維護(hù)，更少的時(shí)間繼電器的服務(wù)。服務(wù)繼電器減少系統(tǒng)的保護(hù)。微處理器繼電器的可靠運(yùn)行，確保該系統(tǒng)的設(shè)計(jì)限制內(nèi)經(jīng)營(yíng)。與EMRS，只有這樣，才能知道，如果繼電器工作是從服務(wù)中刪除，并測(cè)試它。繼電器是否工作在測(cè)試過(guò)程中，測(cè)試驗(yàn)證。你也不能肯定電子病歷工作，當(dāng)您返回到服務(wù)。 一個(gè)微處理器繼電器的一個(gè)重要的好處是能夠不斷地運(yùn)行自我檢查

53、，以確認(rèn)所有功能都正常運(yùn)行。微處理器的繼電器有75-85的覆蓋率，自我診斷，為進(jìn)一步解釋5。啟用前一個(gè)微處理器繼電器光繼電器運(yùn)作和保護(hù)系統(tǒng)，保證了電工和運(yùn)營(yíng)商。不像EMRS，每年（或更長(zhǎng)）的基礎(chǔ)上，可能會(huì)得到檢查，微處理器的繼電器檢查自己幾千次每分鐘。此外，自檢，如果發(fā)現(xiàn)異常，繼電器自動(dòng)報(bào)警信號(hào)通過(guò)故障安全接觸條件。運(yùn)營(yíng)商和電工，然后可以檢查和修復(fù)的問(wèn)題，故障發(fā)生前，尤其是當(dāng)報(bào)警觸點(diǎn)狀態(tài)遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)控制系統(tǒng)。 可靠性工程師通常使用的這些做法或更多來(lái)衡量產(chǎn)品的可靠性。1）基于個(gè)別元件故障率預(yù)測(cè)方法的可靠性預(yù)測(cè)假定所有組件有一個(gè)固定的失敗率。添加組件的故障率來(lái)獲得整個(gè)系統(tǒng)的故障率（逆的MTBF）。 M

54、IL-HDBK-217提供兩種方法，“電子設(shè)備”（1992）的可靠性預(yù)測(cè)：零件計(jì)數(shù)法和部分壓力的方法。共有19個(gè)組件類(lèi)別涵蓋從歷史數(shù)據(jù)得出的故障率;模型聘請(qǐng)經(jīng)驗(yàn)得出的因素，溫度，環(huán)境和質(zhì)量水平的調(diào)整。2）產(chǎn)品可靠性試驗(yàn)可靠性試驗(yàn)工程的發(fā)展，應(yīng)對(duì)風(fēng)險(xiǎn)，并確定是否的設(shè)計(jì)可靠性。關(guān)鍵元素可靠性測(cè)試的重要組成部分，是隨著時(shí)間的推移申請(qǐng)的壓力。加速測(cè)試可能包括溫度，溫度循環(huán)，濕度，振動(dòng)，或這些應(yīng)力的組合。高度可靠的產(chǎn)品，展示某個(gè)特定的MTBF目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)是很難的，因?yàn)閹装賯€(gè)單元測(cè)試年重新定義。推斷正常使用條件下的加速試驗(yàn)的結(jié)果是復(fù)雜的，因?yàn)槎喾N故障模式和相應(yīng)的加速因子。3）觀察現(xiàn)場(chǎng)可靠性：可靠性

55、監(jiān)測(cè)可以繼續(xù)超越的發(fā)展過(guò)程中，整個(gè)產(chǎn)品的生命。序號(hào)產(chǎn)品出貨量記錄，并記錄所有保修失效服務(wù)行動(dòng)，使計(jì)算野戰(zhàn)條件下觀察到的MTBF可靠性工程師。我們使用所有三個(gè)產(chǎn)品的可靠性措施，在適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)在我們過(guò)程?？煽啃灶A(yù)測(cè)模型提供了一個(gè)初步估計(jì)，根據(jù)產(chǎn)品的復(fù)雜性和組件類(lèi)型。我們監(jiān)測(cè)提供以下保修服務(wù)的結(jié)果：在現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)的可靠性計(jì)算快速檢測(cè)意想不到的故障機(jī)制和采取糾正措施的機(jī)會(huì)輸入，以改善當(dāng)前和未來(lái)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，工藝或材料。解釋P繼電器可靠性的概率，但定量微處理器的繼電器故障率和無(wú)法獲得通過(guò)觀察了解以下各小節(jié)。通常情況下，制造商看起來(lái)主要是在硬件故障的微處理器繼電器產(chǎn)品可靠性的關(guān)鍵指標(biāo)。正如我們解釋在下面的小節(jié)，如表1所示，我們使用四個(gè)質(zhì)量測(cè)量來(lái)衡量產(chǎn)品的質(zhì)量和可靠性。 1988年，我們開(kāi)始記錄