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电网方向性电流保护的建模与仿真

1电网方向性电流保护的建模与仿真

1绪论

微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护

的发展方向（现已基本实现，尚需发展），它具有高可靠性，高选择

性，高灵敏度。微机保护装置硬件包括微处理器（单片机）为核心，

配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等.该系统广泛应用于电力、

石化、矿山冶炼、铁路以及民用建筑等。微机的硬件是通用的，而保

护的性能和功能是由软件决定。微机保护装置的数字核心一般由CPU、

存储器、定时器/计数器、Watchdog等组成。目前数字核心的主流

为嵌入式微控制器（MCU），即通常所说的单片机;输入输出通道包

括模拟量输入通道（模拟量输入变换回路（将CT、PT所测量的量转

换成更低的适合内部A/D转换的电压量，±2.5V、±或±5V10V）、

低通滤波器及采样、A/D转换）和数字量输入输出通道（人机接口和

各种告警信号、跳闸信号及电度脉冲等）。微机保护一般有进线保护、

出线保护、母联分段保护、进线或母联备自投保护、厂用变压器保护、

高压电动机保护、高压电容器保护、高压电抗器保护,差动保护,后备保

护,PT测控装置等。它的保护功能有定时限/反时限保护、后加速保护、

过负荷保护、负序电流保护、零序电流保护、单相接地选线保护、过

电压保护、低电压保护、失压保护、负序电压保护、风冷控制保护、

零序电压保护、低周减载保护、低压解列保护、重合闸保护、备自投

保护、过热保护、过流保护、逆功率保护、差动保护、启动时间过长

保护、非电量保护等。微机保护可靠性高，灵活性大，动作迅速，易

于获得附加功能，维护调试方便，有利于实现电力自动化。

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2电网方向性电流保护的建模与仿真

2输电线路电流保护I段的整定计算

电网发生短路时电流增加、电压降低，继电保护装置就是主要利

用电力系统中元件发生短路或异常情况时的电气量的变化，构成继电

保护动作的原理的，也有其他的物理量，继电保护装置一般都包括测

量部分(和定值调整部分)、逻辑部分、执行部分利用故障点的电流增

加、电压降低可构成电流电压保护，电流保护主要包括：无时限电流

速断保护，限时电流速断保护和定时限过流保护（三段式电流保护）。

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。

2.1原始数据

电源：|EA|=|EB|=110kV，电源EA和EB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+

9/27))km；故障点位置：距A母线(20?(1+9/27))km处；速断保

护是按躲开本线路末端的最大整定电流来整定，即

I?set.1?K?relId.max

式中

Iset?：一段电流整定值

K?rel：一段电流整定可靠系数

Id.max：本线路末端短路电流最大值

设故障点为C点,则：

LAB?60?1?9（LAC?20?1?9（）80km?27）26.7km?

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2.2I段整定计算一对EA进行整定

无时限电流速断保护为了保证其保护的选择性一般情况下只保护

被保护线路的一部分。

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3电网方向性电流保护的建模与仿真

为保证选择性，保护装置1的启动电流应按躲开下一条线路出口

处（B点短路时，通过保护的最大短路电流（最打运行方式下的三相

短路电流）来整定。

115kv

即：

I

(3)d.B.max

E?==XGA.min?XABLAB18?0.4?

km

3?60?1?9（（115kv

））km27