武大电气继电保护实验报告（90分精品）

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线路距离保护I段数字仿真实验

一． 仿真实验

1. 实验预习

电力系统线路距离保护的工作原理，接地距离保护与相间距离保护的区别，距离保护的整定。 2. 实验目的

仿真电力系统线路故障和距离保护动作。 3. 实验步骤

（1） 点击桌面PSCAD快捷方式或开始菜单的PSCAD命令进入仿真工作界面; （2） Load 拷给同学们的Relay Pro experiments\\ dist_protection； （3） 打开dist_protection; （4） 认识各个模块作用；

a. 双端电源系统

如下图：

TTTTLINE3ALINE1LINE2ALINE4RLCVB1B2V

图1

线路LINE1和LINE2是被保护线路，点击可看到LINE1线路长度是90km， LINE2长度是10km，被保护线路的总长度是100km。断路器B1、B2的控制命令是B1、B2，为0时断路器是合上，为1时是断开。B1的左侧是测量表，可测三相电压和电流瞬时值、三相有功和无功、电压有效值和相位，如下图

图2

电压、电流命名如下

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图3

b. 故障发生器

TimedFaultLogicfltFaults : Cont...Fault Type6543211Fault Type Control1 = No Fault (0)2 = A-G Fault (1)3 = BCG Fault (6)4 = ABC Fault (7)5 = BC Fault (10)6 = ABCG Fault (11) 图4

点击’Timed Fault Logic’, 可设置故障开始时间和故障持续时间；

Faults : Cont...Fault Type65432110将鼠标放在’Fault Type’ Control PanelPanel元件（右侧有）和Rotary Switch（Fault Type是Control

共同实现的）的滑动杆上可

设置故障类型。 c. B2断路器的控制

本仿真例子中未对B2设置保护控制，而是直接‘close’（鼠标放到旋钮上，光标会变成手型，打到open就是断开了），如下图，

B2AVBrea...B2B2OpenClose0

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图5

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d. B1断路器的控制

对B1设置的保护如下图

MVphasePMIphaseVVsIIsVMVPIMIPIseqMIseqPMVPAMIBPCMIseqP0ABCtrl=1B1Brea...B1Relay ClosedCtrlPMIseqPMVseqP0VseqMVseqP

图6

Vs、Is输入到电压、电流计算模块（将鼠标放在左一模块上，会自动显示模块名称：process_signals），输出依次是各相电压模值VM、各相电压相位VP、各相电流模值IM、各相电流相位IP、电流各序分量模值IseqM、电流各序分量相位IseqP、电压各序分量模值VseqM、电压各序分量相位VseqP。

电压、电流计算模块的输出作为距离保护I段（将鼠标放在左二模块上，会自动显示模块名称：dist_relay1）的输入，输出经或门再经自保持后是距离I段的输出。

断路器B1是继电保护控制还是固定合闸由选择器（Selector）控制：Ctrl端是1（B1旋钮打到Closed），选择器的刀打到A端，B1=0; Ctrl端是0（B1旋钮打到Relay），选择器的刀打到B端，B1等于继电保护程序的输出。

e. 电压、电流计算模块

双击电压、电流计算模块，有下图，

vvamvbmvcm111Mag1Mag2Mag3(7)(7)(7)Ph1(7)1F F TPh2vap(7)1Ph3vbpF = 60.0 [Hz](7)1dc1dc2dc3vcpvamvap|A|/_A|P|/_Pvpmvamvbmvcmvppvpmvnmvzm123123X1X2X3vbmvbpvcm|B|/_B|C|/_C123|Z|/_Zvzmvp123ABC+-0|N|/_Nvnmvapvbpvcpvnpvm123vppvnpvzpvseqmvseqpvcpFind the sequence componentsvzpFFT to extract fundamental magnitudes and phases.

图7

从左向右依次是计算：

各相电压基波模值vam、vbm、vcm，各相电压基波相位vap、vbp、vcp；电压正序分量模值及相位vpm与vpp，负序分量模值及相位vnm与vnp，零序分量模值及相位vzm与vzp；

将vam、vbm、vcm放到一个数组vm中，将vap、vbp、vcp放到一个数组vp中；

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将vpm、vnm、vzm放到一个数组vseqm中，将vpp、vnp、vzp放到一个数组vseqp中。

下面对电流的计算分析有类似过程。

f. 双击距离I段计算模块

图8

1是提取出数组中的第一项，将数字改为2就是第二项，依次类推；

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VMVPIMIPI0MI0PVaI+ kIa0RRaXXa是接地距离保护测量阻抗的计算元件，输入是A相电压的模值和

相位、A相电流的模值和相位、零序电流的模值和相位，所以算出来是A相接地距离保护的测量电阻和测量电抗，命名为Ra、Xa； 相间距离保护阻抗计算元件类似分析；

RX21是阻抗继电器，距离I段是方向圆特性，该特性的半径和圆心坐标见内部

设置；

60.01.519FFreq+RcircleMagDCos+21.633PhasePhase21.633SinMagFreq60.0D21.58++FXcircle为了画出方向特性圆，需要得到圆的横坐标（命名为Rcicle）、纵坐标（命名为Xcicle）随运行时间的变化，将两者的输出数据存储到Output channel；

RaXaRbRabXabRbcXbRcXcXbcRcaXca将阻抗测量元件的输出存储到Output channel中；