电网方向性电流保护的建模与仿真.doc

摘 要 在线路继电保护整定计算仿真方面，我们使用了Simulink和SimPowerSystems工具箱，它常用于电力系统各个方面的仿真。在输电线路研究中，有利用Matlab对输电线路进行故障定位数字仿真的研究。在继电保护仿真中也应用到了Matlab，如基于Matlab开发平台的继电保护仿真系统。 本设计主要针对线路的继电保护，即三段式电流保护中I段保护的整定进行建模和仿真，还有关于方向性元件的建模的研究。利用Matlab和线路继电保护的内容，使用SimuLink和SimPowerSystems工具箱，搭建了一个线路整定计算和方向性元件的模型，并且进行了相应的仿真，最后对仿真结果进行具体的分析，进而完成整个设计。 关键词：Simulink、Matlab、继电保护 目 录 1 绪论 1 2 输电线路电流保护I段的整定计算 2 2.1 电流速断保护 2 2.2 电流保护I段整定计算 2 3 输电线路电流保护I段的建模 3 3.1 Matlab中Simulink介绍 3 3.2输电线路电流保护I段的建模 3 4 方向性元件建模 7 4.1 方向性元件建模 7 4.2. 输电线路电流保护1.2的构成 7 5 方向性电流保护进行仿真 9 5.1 三相短路 9 5.2 两相短路 11 5.3 两相短路接地 13 5.4 单相短路接地 15 6 结论 17 参考文献 18 1 绪论 本设计的题目是电网方向性电流保护的建模与仿真，其中包括对输电线路电流保护进行I段的整定和对电网的方向性电流保护进行建模与仿真。 输电线路是电气系统中的重要电气设备。不同地区，不同类型的发电和配电设备都是通过它连接起来的，构成电力系统网络。它的安全运行直接关系到电力系统发电，供电和配电的稳定运行。随着现代电力系统继电保护的日益发展，采用计算机仿真的方法来分析研究电力系统继电保护是解决此类工程问题的一种有效手段。 MATLAB语言是目前国际上流行的一种演算纸式的编程语言，它具有强大的矩阵分析与运算能力，并且是一个开放的环境。其中SIMULINK就是MATLAB开发的一种优秀的控制系统仿真工具软件，它具有模块化、可重载、可封装、面向结构图编程及可视化等特点，可大大提高系统仿真的效率和可靠性，我们可以利用工具箱中的元件模型，结合点办理系统的基本原理，搭建输电线路的基本模型，继而设置各种电力系统故障进行分析和调试，以其为电力系统线路故障仿真提供有力根据。 在线路继电保护整定计算仿真方面，我们使用了Simulink和SimPowerSystems工具箱，它常用于电力系统各个方面的仿真。在输电线路研究中，有利用Matlab对输电线路进行故障定位数字仿真的研究。在继电保护仿真中也应用到了Matlab，如基于Matlab开发平台的继电保护仿真系统。 本设计主要针对线路的继电保护，即三段式电流保护中I段保护的整定进行建模和仿真，还有关于方向性元件的建模的研究。利用Matlab和线路继电保护的内容，使用SimuLink和SimPowerSystems工具箱，搭建了一个线路整定计算和方向性元件的模型，并且进行了相应的仿真，最后对仿真结果进行具体的分析，进而完成整个设计。 2 输电线路电流保护I段的整定计算 2.1 电流速断保护 电流速断保护（电流保护I段）：根据继电器保护速动性的要求，保护装置动作切除故障的时间，必须满足稳定和保证重要用户供电的可靠性，原则上总是越快越好，因此力求装设快速动作的继电保护，电流速断保护就是这样的保护不可能保护线路的全长。 2.2 电流保护I段整定计算 原始数据 参数：电源：|| = || = 110 kV，电源和的相位差( = 60(，XGA = 18，XGB = 13； 线路：线路阻抗ZAB = 0.4(/km，线路长度LAB = (60 ( (1 + 14/27))km； 故障点位置：距A母线(20 ( (1 + 14/27))km处； 故障类型：三相短路、两相短路、两相短路接地、单相短路接地。 解： 设短路点为C点，由条件得； 所以，对于保护1来说，I段整定值为1.56KA, 对于保护2来说，I段整定值为1.69KA。 3 输电线路电流保护I段的建模 3.1 Matlab中Simulink介绍 本章简单介绍了此次设计用到的Matlab 中Simulink的知识，Simulink是以工具库的形式挂接在Matlab上的，不能独立运行，只能在Matlab环境中运行。Simulink是一个用来对动态系统进行建模、仿真和分析的软件包，它支