配電線路電流保護(hù)仿真模型(10kVcurrentrelay)使用手冊(cè)一.概述本模型對(duì)應(yīng)的基本原理，詳見(jiàn)教材3.1單側(cè)電源配電線路相間短路電流保護(hù)。本仿真模型主要用于模擬配電線路故障以及電流保護(hù)的動(dòng)作行為，以加深對(duì)于短路電流與故障點(diǎn)位置的對(duì)應(yīng)關(guān)系的基本概念，加深對(duì)于電流突然增加造成保護(hù)動(dòng)作的認(rèn)識(shí)、加深對(duì)于保護(hù)間配合關(guān)系的認(rèn)識(shí)。二．仿真系統(tǒng)介紹使用pscad軟件打開程序。該模型主體參照教材圖3-1所建立仿真系統(tǒng)，如圖1所示。M母線左側(cè)的降壓變壓器，輸電線路等，在圖3-1中被等值為S。圖1仿真系統(tǒng)圖通過(guò)右鍵空白處projectsetting可以設(shè)置文件的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)（本模型為0.5s），輸出文件（以便利用其它文件，如matllab等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理），最后點(diǎn)擊確定即可，如圖2所示。圖2程序設(shè)置1．系統(tǒng)一次參數(shù)介紹1）電源系統(tǒng)電源采用無(wú)窮大電源加變壓器的方式來(lái)代表，以模擬實(shí)際模型，如圖3所示電源參數(shù)如圖4所示，電壓等級(jí)取115kV,頻率為50Hz，相角為70°。變壓器容量為50MVA，頻率為50Hz，變壓器變比為115/10.5。圖3系統(tǒng)電源圖4系統(tǒng)電源參數(shù)圖5變壓器參數(shù)2）線路參數(shù)10kV輸電線路總長(zhǎng)度一般不大于15km，故本模型線路MN取5km，線路NP長(zhǎng)度取10km，單位阻抗取0.4Ω/km。故線路MN阻抗參數(shù)如圖6所示：正序電阻為0.68Ω，正序電抗1.88Ω，其電感為0.006H；零序電阻為2.05Ω，零序電抗為5.65Ω，其電感為0.018H。線路NQ的阻抗參數(shù)如圖7所示：正序電阻為1.37Ω，正序電抗0.377Ω，其電感為0.0012H；零序電阻為4.10Ω，零序電抗為11.31Ω，其電感為0.036H。圖6MN線路阻抗參數(shù)圖7NP線路阻抗參數(shù)3）斷路器本模型模擬線路MP線路末端故障情景，故在線路MN,NP首段添加設(shè)置斷路器，如下圖8所示。兩個(gè)斷路器都初始狀態(tài)為合閘狀態(tài)，受保護(hù)控制。圖8斷路器初始合閘狀態(tài)圖9斷路器跳閘狀態(tài)4）電壓電流測(cè)量本模型中，在每條線路的首端都裝設(shè)電壓電流測(cè)量元件（萬(wàn)用表），此處主要用于測(cè)量電流。線路MN上的測(cè)量元件定義輸出變量為IM、線路NP上的測(cè)量元件定義輸出變量為IN。其參數(shù)如圖11所示：測(cè)量瞬時(shí)電壓，瞬時(shí)電流；不測(cè)量有功功率，無(wú)功功率，電壓有效值，電流有效值，相角。圖10電壓電流測(cè)量元件圖11電壓電流測(cè)量元件參數(shù)2．電流量的處理1）將線路MN兩端電流IM和IN進(jìn)行分相，如IM為三維變量，分相后，變成三個(gè)一維變量。其分相電流參數(shù)如圖12所示：一次匝數(shù)為1，二次匝數(shù)為80，二次電阻為0.5Ω，二次電感為0.0008H磁路長(zhǎng)度為0.5米，頻率為50HZ。圖11分相電流圖12分相電流參數(shù)2）轉(zhuǎn)化為二次電流通過(guò)電流互感器，獲得電流二次值，模擬一次電流轉(zhuǎn)化為二次電流，本模型中，電流互感器的變比設(shè)計(jì)為400/5。3）模擬傅氏變換由于微機(jī)型繼電保護(hù)多根據(jù)故障電流的幅值而非瞬時(shí)值來(lái)確定保護(hù)是否應(yīng)動(dòng)作。因此在本仿真中，取A值電流除以1.414（根號(hào)2）后導(dǎo)入FFT（快速傅里葉變換）模塊分解出它們的基波（50Hz）幅值，供繼電保護(hù)算法所用，同時(shí)還可濾除高次諧波，保證保護(hù)的動(dòng)作正確性。目前只取A相電流為例，用戶可以根據(jù)需要取另兩相電流。其模塊參數(shù)如圖14所示:諧波數(shù)量為7，基頻為50HZ，幅值輸出模式為有效值，相應(yīng)輸出單位：弧度，啟用抗混疊濾波，不啟用頻率跟蹤。圖13傅里葉變換模塊圖14傅里葉變換模塊參數(shù)3.保護(hù)功能實(shí)現(xiàn)1）Ⅰ段保護(hù)整定電流保護(hù)Ⅰ段的整定原則時(shí)保護(hù)范圍小于本線路全長(zhǎng)，動(dòng)作電流按躲過(guò)本線路末端發(fā)生三相短路時(shí)流過(guò)保護(hù)安裝處的最大短路電流計(jì)算。系統(tǒng)阻抗：；線路MN阻抗：；線路NP阻抗：N點(diǎn)處最大三相短路電流為AP點(diǎn)處最大三相短路電流為AQF1的Ⅰ段動(dòng)作電流一次值整定為AQF2的Ⅰ段動(dòng)作電流一次值整定為A保護(hù)QF2的Ⅰ段動(dòng)作電流二次值A(chǔ)2）Ⅱ段保護(hù)整定電流Ⅱ段保護(hù)的整定原則是保護(hù)本線路全長(zhǎng)，但保護(hù)區(qū)不超過(guò)相鄰線路保護(hù)Ⅰ段保護(hù)區(qū)，即與相鄰線路Ⅰ段配合，其動(dòng)作電流及動(dòng)作時(shí)間為QF1的Ⅱ段動(dòng)作電流N點(diǎn)處最小兩相短路電流為靈敏度校驗(yàn)大于1.5所以動(dòng)作時(shí)限為保護(hù)QF1二次側(cè)的Ⅱ段動(dòng)作電流P點(diǎn)處最小兩相短路電流為QF2為線路末端，其動(dòng)作電流按電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)最大電流整定所以其動(dòng)作時(shí)限為保護(hù)QF2二次側(cè)的Ⅱ段動(dòng)作電流圖15QF1繼電器判斷模塊圖16QF1繼電器動(dòng)作值圖16QF1繼電器時(shí)間值圖17QF2繼電器判斷模塊圖17QF2Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作值圖18QF2Ⅰ段保護(hù)時(shí)間值圖19QF2Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作值圖18QF2Ⅱ段保護(hù)時(shí)間值三、仿真結(jié)果波形圖在線路末