[发明专利]一种配网线路开关保护定值整定计算装置和方法

权利要求书

1.一种配网线路开关保护定值整定计算装置，包括以单片机为核心的控制板、供电电源、USB接口、触摸式显示屏、装置外壳，

其特征在于，所述控制板通过总线连接触摸式显示屏；USB接口连接控制板；供电电源为控制器和触摸式显示屏提供电源；留出USB接口外接；

所述装置内置ARM单片机作为控制和计算核心，上部的显示界面为触摸式显示屏，通过触摸屏输入线路的信息，通过外接USB键盘输入信息；通过软件编程，所述装置接受识别按照一定方式输入的信息，并按照软件预定的算法进行计算，并按照一定的模式输出计算结果；

所述装置的显示界面由三部分组成，显示界面的第一部分是参数的输入显示界面，包括以下内容：1)线路名称；2)最小方式和最大方式下系统阻抗；3)主干线、分支线、次支线各段导线的型号、架设方式及长度；4)配变位置与容量；导线分支层次最多分三层，即主干线、分支线和次支线，主干线通过“添加主干线线段”按钮增加新的线段；通过“添加分支线”按钮，增加分支线，分支线通过“添加分支线线段”添加对应的分支线线段；通过“添加次支线”按钮，分支线分出的次支线；

显示界面的第二部分是导线结构示意图，装置根据所输入的导线信息，自动绘制出导线的结构示意图；圆形代表配网线路供电的变电站，直接与圆形连接的是导线的主干线，主干线的不同线段通过不同粗细的线条表示，从主干线分出去的导线为分支线，从分支线上分出去的导线是次支线，各导线的显示长度是通过输入信息得到的相对长度；

显示界面的第三部分是计算结果显示部分，装置根据所输入的导线信息，通过存储在装置内的导线型号和架设方式对应的导线参数，通过设定的考虑了负荷可靠性的开关位置及开关定值整定方法，自动计算出最优化的开关设置位置和对应的整定定值。

2.根据权利要求1所述的一种配网线路开关保护定值整定计算装置，其特征在于，所述装置的待机功耗为3W，正常运行功耗为9W，供电电源是可充电电池，其待机时间为240小时，正常使用时长为80小时；所述装置设计为便携式，所述装置外形尺寸为20cm×10cm×3cm；

所述装置的正常使用温度为-40摄氏度至50摄氏度。

3.根据权利要求1所述的一种配网线路开关保护定值整定计算装置，其特征在于，所述装置内部由ARM单片机作为控制芯片，反应速度小于1s，即在导线信息输入完毕之后，在1s以内的时间内，装置自动显示导线的示意图和整定计算结果；所述装置的内存可以存储超过10万条线路信息。

4.一种由权利要求1所述装置实施的配网线路开关保护定值整定计算方法，其特征在于，所述方法将配网导线设置三级保护，第一级保护为出线开关保护，第二、三级保护由导线上依次设置的开关充当；所述方法首先确定导线下游开关的位置，开关位置的确定需要同时考虑分级保护的有效配合和全线总停电负荷最小的限制；在确定了开关设置最优化位置后，则对各开关的保护定值进行整定计算；第一级开关设置三段过流保护，第二、三级开关均设置两段过流保护。

5.根据权利要求4所述配网线路开关保护定值整定计算方法，其特征在于，所述确定导线下游开关的位置如下：

第二级开关的设置位置与变电站距离l₂计算为：

其中，a为导线的单位长度电阻；b为导线的单位长度电抗；Z₁为导线的单位阻抗；R_大系统最大方式下的系统电阻；X_大为系统最大方式下的系统电抗；Z_大为系统最大方式下的系统阻抗；Z_小为系统最小方式下系统阻抗；L₂为第二开关设置位置与变电站的最小距离；

第三级开关的设置位置与变电站距离l₃计算为：

其中，a为导线的单位长度电阻；b为导线的单位长度电抗；R_大系统最大方式下的系统电阻；X_大为系统最大方式下的系统电抗；Z₁为导线的单位阻抗；Z_大为系统最大方式下的系统阻抗；Z’_总为第二级开关设置处的系统最小方式下的系统阻抗；L₃为第三级开关设置位置与变电站的最小距离。