繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)-輸電線路電流電壓保護(hù)設(shè)計(jì)

1、<p><b>　　繼電保護(hù)課程設(shè)計(jì)</b></p><p>　　輸電線路電流電壓保護(hù)設(shè)計(jì)</p><p><b>　　第1章 緒論1</b></p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)的原始資料2</p><p><b>　　2.1題目?jī)?nèi)容2</b></p>

2、<p>　　2.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)參見下表2</p><p>　　2.3 工作計(jì)劃：3</p><p>　　2.4設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題3</p><p>　　2.5保護(hù)方式的選取及整定計(jì)算 3</p><p>　　第3章 輸電線路電流保護(hù)整定計(jì)算4</p><p>　　3.1保護(hù)3在最大、

3、最小運(yùn)行方式下的等值阻抗4</p><p>　　3.2保護(hù)3在最小運(yùn)行方式下G2退出運(yùn)行，L2退出運(yùn)行等值電路4</p><p>　　3.3進(jìn)行C母線、D母線、E母線相間短路的最大、最小短路電流的計(jì)算5</p><p>　　3.4整定保護(hù)1、2、3的電流速斷保護(hù)定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍6</p><p>　　3.5整定保護(hù)2、3

4、的限時(shí)電流速斷保護(hù)定值，并校驗(yàn)靈敏度7</p><p>　　3.6整定保護(hù)1、2、3的過(guò)電流保護(hù)定值8</p><p>　　第4章 電流保護(hù)原理圖的繪制與動(dòng)作過(guò)程分析9</p><p>　　4.1電流三段式保護(hù)原理圖9</p><p>　　4.2電流三段式原理展開圖10</p><p>　　第5章MATLAB

5、建模仿真分析12</p><p>　　5.1 MATLAB的概述12</p><p>　　5.2 仿真設(shè)計(jì)13</p><p>　　5.3仿真結(jié)果13</p><p>　　5.4結(jié)果分析15</p><p>　　第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得16</p><p><b>　　參

6、考文獻(xiàn)16</b></p><p><b>　　第1章 緒論</b></p><p>　　繼電保護(hù)裝置是指能反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣元件發(fā)生的故障或不正常遠(yuǎn)行狀態(tài)，并動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)出信號(hào)的一種自動(dòng)裝置。它的基本任務(wù)是：（1）自動(dòng)、迅速、有選擇地將故障元件從電力系統(tǒng)中切除，使故障元件免于繼續(xù)遭到破壞，保證其他無(wú)故障部分迅速恢復(fù)正常運(yùn)行。（2）反應(yīng)電氣元件的

7、不正常運(yùn)行狀態(tài)，并根據(jù)運(yùn)行維護(hù)的條件，而動(dòng)作于發(fā)出信號(hào)、減負(fù)荷或跳閘。一般情況下不要求保護(hù)迅速動(dòng)作，而是根據(jù)對(duì)電力系統(tǒng)及其元件的程度經(jīng)一定的延時(shí)動(dòng)作于信號(hào)。目前，繼電保護(hù)裝置是以各電氣元件作為保護(hù)對(duì)象的，其切除故障的范圍是斷路器之間的區(qū)段。反應(yīng)整個(gè)被保護(hù)元件上的故障，并能以最短的延時(shí)有選擇性地切除故障的保護(hù)稱為主保護(hù)；當(dāng)主保護(hù)或斷路器拒絕動(dòng)作時(shí)，用來(lái)切除故障的保護(hù)稱為后備保護(hù)。</p><p>　　電力系統(tǒng)對(duì)動(dòng)作

8、于跳閘的繼電保護(hù)裝置提出了四個(gè)基本要求，即選擇性、速動(dòng)性、靈敏性和可靠性。這四個(gè)基本要求是分析研究繼電保護(hù)性能的基礎(chǔ)，在它們之間，既有矛盾的一面，又有在一定條件下統(tǒng)一的一面。除了以上四個(gè)基本要求以外，選用保護(hù)裝置時(shí)還應(yīng)該考慮經(jīng)濟(jì)性。在保證電力系統(tǒng)安全運(yùn)行的前提下，盡可能采用投資少、維護(hù)費(fèi)用低的保護(hù)裝置。</p><p>　　線路相間短路的電流電壓保護(hù)有三種：第一，無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)；第二，帶時(shí)限電流速斷保護(hù)；第三

9、，定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)。這三種相間短路電流電壓保護(hù)分別稱為相間短路電流保護(hù)第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ段。其中第Ⅰ段和第Ⅱ段作為線路主保護(hù)，第Ⅲ段作為本線路主保護(hù)的近后備保護(hù)和相鄰線路或元件的遠(yuǎn)后備保護(hù)。第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段統(tǒng)稱為線路相間短路的三段式電流電壓保護(hù)。</p><p>　　第Ⅰ段稱為無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)，該段動(dòng)作時(shí)間快但是不能保護(hù)線路全長(zhǎng)。第Ⅱ段稱為帶時(shí)限電流速斷保護(hù)，該段保護(hù)在任何情況下均能保護(hù)本線路的全長(zhǎng)（包括線路末

10、端），但是為了保證在相鄰的下一個(gè)線路出口處短路時(shí)保護(hù)的選擇性，必須和相鄰的無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)配合。第Ⅲ段稱為定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)，該段保護(hù)主要是作為本線路主保護(hù)的近后備保護(hù)和相鄰下一線路（或元件）的遠(yuǎn)后備保護(hù)。</p><p>　　本文主要內(nèi)容是研究在母線短路時(shí)，保護(hù)1、2、3的第Ⅰ段、第Ⅱ段和第Ⅲ段的整定值，并檢驗(yàn)它們的靈敏度確定它們是否能夠保護(hù)線路。</p><p>　　第2章 設(shè)計(jì)的原始

11、資料</p><p><b>　　2.1題目?jī)?nèi)容</b></p><p><b>　　系統(tǒng)接線圖如圖： </b></p><p>　　2.2課程設(shè)計(jì)的內(nèi)容及技術(shù)參數(shù)參見下表</p><p><b>　　2.3 工作計(jì)劃：</b></p><p>　　第一

12、天：收集資料，確定設(shè)計(jì)方案。 第二天：等值電抗計(jì)算、短路電流計(jì)算。</p><p>　　第三天：電流I段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。 第四天：電流II段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。</p><p>　　第五天：電流III段整定計(jì)算及靈敏度校驗(yàn)。 第六天：繪制保護(hù)原理圖。</p><p>　　第七、八天：MATLAB建模仿真分析。 第九天：撰寫說(shuō)

13、明書。</p><p>　　第十天：課設(shè)總結(jié)，迎接答辯。 </p><p>　　2.4設(shè)計(jì)需要考慮的問(wèn)題</p><p>　　系統(tǒng)運(yùn)行方式的考慮 </p><p>　　除考慮發(fā)電廠發(fā)電容量的最大和最小運(yùn)行方式外，還必須考慮在設(shè)備檢修或故障切除的情況下，發(fā)生短路時(shí)流過(guò)保護(hù)裝置的短路電流最大和最小的系統(tǒng)運(yùn)行方式，以便計(jì)算保護(hù)的整定值和保護(hù)靈敏度

14、。在需采用電流電壓聯(lián)鎖速斷保護(hù)時(shí)，還必須考慮系統(tǒng)的正常運(yùn)行方式。 </p><p><b>　　短路點(diǎn)的考慮 </b></p><p>　　求不同保護(hù)的整定值和靈敏度時(shí)，應(yīng)注意短路點(diǎn)的選擇。 </p><p><b>　　短路類型的考慮 </b></p><p>　　相間短路保護(hù)的整定計(jì)算應(yīng)

15、取系統(tǒng)最大運(yùn)行方式下三相短路電流，以作動(dòng)作電流整定之用；而在系統(tǒng)最小運(yùn)行方式下計(jì)算兩相短路電流，以作計(jì)算靈敏度之用。短路的計(jì)算選用三相短路或兩相短路進(jìn)行計(jì)算均可，因?yàn)閷?duì)保護(hù)所取的殘余而言，三相短路和兩相短路的殘余數(shù)值相同。 </p><p>　　2.5保護(hù)方式的選取及整定計(jì)算 </p><p>　　采用什么保護(hù)方式，主要視其能否滿足規(guī)程的要求。能滿足要求時(shí)，所采用的保護(hù)就可采用；不能滿

16、足要求時(shí)，就必須采取措施使其符合要求或改用其他保護(hù)方式。 </p><p>　　選用保護(hù)方式時(shí)，首先考慮采用最簡(jiǎn)單的保護(hù)，以便提高保護(hù)的可靠性。當(dāng)采用簡(jiǎn)單保護(hù)不能同時(shí)滿足選擇性、靈敏性和速動(dòng)性要求時(shí)，則可采用較復(fù)雜的保護(hù)方式。 </p><p>　　選用保護(hù)方式時(shí)，可先選擇主保護(hù)，然后選擇后備保護(hù)。通過(guò)整定計(jì)算，檢驗(yàn)?zāi)芊駶M足靈敏性和速動(dòng)性的要求。當(dāng)采用的保護(hù)不能很好地滿足選擇性或速動(dòng)性

17、的要求時(shí)，允許采用自動(dòng)重合閘來(lái)校正選擇性或加速保護(hù)動(dòng)作。</p><p>　　第3章 輸電線路電流保護(hù)整定計(jì)算</p><p>　　3.1保護(hù)3在最大、最小運(yùn)行方式下的等值阻抗</p><p>　　保護(hù)3的最大運(yùn)行方式：三臺(tái)發(fā)電機(jī)及線路L1、L2、L3同時(shí)投入運(yùn)行，等效電路圖如圖3.1</p><p>　　圖3.1 最大運(yùn)行方式</p

18、><p>　　在最大運(yùn)行方式下，短路電流最大，阻抗最小</p><p>　　如圖所示，根據(jù)任務(wù)書所給參數(shù)可以計(jì)算出：</p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p><p><b>　　，，</b></p&g

19、t;<p><b>　　可得：</b></p><p>　　3.2保護(hù)3在最小運(yùn)行方式下G2退出運(yùn)行，L2退出運(yùn)行等值電路</p><p>　　保護(hù)3在最小運(yùn)行方式下G2退出運(yùn)行，L2退出運(yùn)行等效電路圖如圖3.2.</p><p>　　圖3.2 最小運(yùn)行方式</p><p>　　同理，最小運(yùn)行方式下，短路電

20、流最小，阻抗最大</p><p>　　3.3進(jìn)行C母線、D母線、E母線相間短路的最大、最小短路電流的計(jì)算</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)在最小運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)C母線短路，此處有最大的短路電流為：</p><p>　　當(dāng)系統(tǒng)在最大運(yùn)行方式下運(yùn)行時(shí)C母線短路,此處有最小的短路電流為：</p><p>　　對(duì)于D 、E母線發(fā)生相間短路的最大,最小短路電

21、流計(jì)算,同樣的道理：</p><p>　　3.4整定保護(hù)1、2、3的電流速斷保護(hù)定值，并計(jì)算各自的最小保護(hù)范圍</p><p>　　由于電流速斷保護(hù)的動(dòng)作電流應(yīng)躲過(guò)本線末端的最大短路電流，故應(yīng)考慮最小運(yùn)行方式下的三相短路電流.故有，保護(hù)1、2、3的第Ⅰ段的動(dòng)作電流為：</p><p>　　當(dāng)最小靈敏度大于時(shí),滿足保護(hù)設(shè)計(jì)要求,經(jīng)計(jì)算都滿足。</p>&

22、lt;p>　　3.5整定保護(hù)2、3的限時(shí)電流速斷保護(hù)定值，并校驗(yàn)靈敏度</p><p>　　由于無(wú)時(shí)限電流速斷保護(hù)只能保護(hù)線路的一部分,而該線路的剩下部分的短路故障必須依靠另外一種電流保護(hù),即帶時(shí)限的電流速斷保護(hù)。</p><p>　　對(duì)于此種保護(hù)的動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間的整定分別為:</p><p>　　其中為時(shí)限階段,它與短路器的動(dòng)作時(shí)間,被保護(hù)線路的保護(hù)的動(dòng)

23、作時(shí)間誤差等因素有關(guān).這里我們?nèi)?0.5S ,所以對(duì)于保護(hù)3的電流保護(hù)的第Ⅱ段的動(dòng)作電流應(yīng)與相鄰線路電流保護(hù)的第Ⅰ段相配合, 分支系數(shù)為:=1即</p><p>　　所以該處電流保護(hù)的第Ⅱ段的靈敏度為:<1.3故不滿足靈敏度的要求。</p><p>　　斷路器3QF處電流保護(hù)的第Ⅱ段與相鄰線路電流保護(hù)的電流保護(hù)的第Ⅱ段相配合。即有 </p><p>　　此時(shí)的

24、靈敏度: <1.3 不滿足要求。</p><p>　　此時(shí)斷路器3QF處電流保護(hù)的第Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間和斷路器2QF處電流保護(hù)的第Ⅱ段動(dòng)作時(shí)間相配合： </p><p>　　對(duì)于保護(hù)2QF的電流保護(hù)的第Ⅱ段與相鄰線路1QF電流保護(hù)的電流保護(hù)的第Ⅰ段相配合。</p><p>　　此時(shí)的靈敏度〈1.3不滿足要求。&l

25、t;/p><p>　　3.6整定保護(hù)1、2、3的過(guò)電流保護(hù)定值</p><p>　　整定保護(hù)1、2、3的過(guò)電流保護(hù)定值，假定母線E過(guò)電流保護(hù)動(dòng)作時(shí)限為0.5s，確定保護(hù)1、2、3過(guò)電流保護(hù)的動(dòng)作時(shí)限，校驗(yàn)保護(hù)1作近后備，保護(hù)2、3作遠(yuǎn)后備的靈敏度。定時(shí)限過(guò)電流保護(hù)的作用是作本線主保護(hù)的后備保護(hù),即近后備保護(hù),并做相鄰下一線路的后備保護(hù),即遠(yuǎn)后備保護(hù)。因此，它的保護(hù)范圍要求超過(guò)相鄰線路的末端。&

26、lt;/p><p>　　故保護(hù)1可以作E點(diǎn)的近后備保護(hù)。</p><p>　　故保護(hù)2可以作E點(diǎn)的遠(yuǎn)后備保護(hù)。</p><p>　　故滿足靈敏度的要求。</p><p>　　第4章 電流保護(hù)原理圖的繪制與動(dòng)作過(guò)程分析</p><p>　　4.1電流三段式保護(hù)原理圖</p><p>　　圖4.1 三段

27、式電流保護(hù)原理接線圖</p><p>　　如圖所示1KA、2KA是A、C三相電流保護(hù)Ⅰ段的測(cè)量元件；</p><p>　　3KA、4KA是A、C三項(xiàng)電流保護(hù)Ⅱ段的測(cè)量元件；</p><p>　　5KA、6KA、7KA是A、C三相電流保護(hù)Ⅲ段的測(cè)量元件；</p><p><b>　　KM是中間繼電器；</b></p&

28、gt;<p>　　1KT、2KT是電流保護(hù)Ⅱ、Ⅲ段的邏輯延時(shí)元件；</p><p>　　1KS、2KS、3KS是電流保護(hù)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段動(dòng)作的報(bào)警用信號(hào)元件。</p><p>　　在該保護(hù)的第Ⅰ段保護(hù)范圍內(nèi)發(fā)生AB兩項(xiàng)短路時(shí)，測(cè)量元件1、2、3、4、5、6都將動(dòng)作，其中測(cè)量元件1、2直接啟動(dòng)中間繼電器和信號(hào)元件，并使斷路器跳閘，切出故障。雖然測(cè)量元件3、4、5、6啟動(dòng)了延時(shí)元件，

29、但因故障切除后，故障電流已消失，所以所有測(cè)量元件和延時(shí)未到的延時(shí)元件，均將返回。電流保護(hù)的Ⅱ、Ⅲ段不會(huì)再輸出跳閘信號(hào)。同理，在線路末端短路時(shí)，只有延時(shí)元件動(dòng)作以切出故障。每個(gè)繼電器都由感受元件、比較元件和執(zhí)行元件三個(gè)主要部分組成。感受元件用來(lái)測(cè)量控制量(如電壓、電流等)的變化，并以某種形式傳送到比較元件；比較元件將接收到的控制量與整定值進(jìn)行比較，并將比較結(jié)果的信號(hào)送到執(zhí)行元件；執(zhí)行元件執(zhí)行繼電器功作輸出信號(hào)的任務(wù)。</p>

30、<p>　　4.2電流三段式原理展開圖</p><p>　　電網(wǎng)的三段式電流保護(hù)的作用，是利用不同過(guò)電流值下，設(shè)置不同的延時(shí)動(dòng)作時(shí)間來(lái)規(guī)避工作尖峰電流和使發(fā)生短路故障時(shí)，只有事故點(diǎn)最近的斷路器動(dòng)作以減少斷電的影響范圍。</p><p>　　三段式電流保護(hù)原理展開圖如圖4.2、4.3、4.4所示。</p><p>　　圖4.2 交流回路展開圖</p&

31、gt;<p>　　圖4.3 直流回路展開圖</p><p>　　圖4.4 信號(hào)回路展開圖</p><p>　　二次設(shè)備互相連接，構(gòu)成對(duì)一次設(shè)備進(jìn)行監(jiān)測(cè)、控制、調(diào)節(jié)和保護(hù)的電氣回路稱為二次回路。按電源性質(zhì)分為交流電流回路（由電流互感器（TA）二次側(cè)供電給測(cè)量?jī)x表及繼電器的電流線圈等所有電流元件的全部回路）和交流電壓回路---由電壓互感器（TV）二次側(cè)及三相五柱電壓互感器開口三角

32、經(jīng)升壓變壓器轉(zhuǎn)換為220V供電給測(cè)量?jī)x表及繼電器等所有電壓線圈以及信號(hào)電源等。</p><p>　　如圖4.2所示，它由交流回路、信號(hào)回路及紙簍控制回路三部分構(gòu)成。交流回路由電流互感器TAa、TAc的二次繞組構(gòu)成不完全星形聯(lián)結(jié)，二次繞組姐電流繼電器KA1~KA7的線圈。信號(hào)回路由直流屏引出主流操作電源+WS供電。直流控制回路由直流操作電源+WC、-WC供電。當(dāng)Lbc短路時(shí)，保護(hù)1、2全不動(dòng)作，保護(hù)3動(dòng)作。測(cè)量元件

33、1KA~6KA都將動(dòng)作，其中1KA、2KA經(jīng)KM無(wú)時(shí)限動(dòng)作直接啟動(dòng)信號(hào)元件1KS，并使斷路器跳閘，切除故障。雖然測(cè)量元件3KA、4KA啟動(dòng)了延時(shí)元件1KT，測(cè)量元件5KA、6KA啟動(dòng)了延時(shí)元件2KT，但是故障切除后，故障電流已消失，所以所有測(cè)量元件和延時(shí)未到的延時(shí)元件均返回。因此，電流Ⅱ、Ⅲ段不會(huì)再輸出跳閘信號(hào)。同理，當(dāng)Lcd短路時(shí)，保護(hù)3的Ⅰ段都不動(dòng)作，Ⅱ段和Ⅲ段只有KA動(dòng)作，KT和KS都不動(dòng)作。保護(hù)2 的Ⅰ段都動(dòng)作，并且使斷路器跳閘

34、。Ⅱ段和Ⅲ段中只有KA動(dòng)作，KT和KS也都不動(dòng)作，而保護(hù)3全部動(dòng)作。當(dāng)Lde短路時(shí)，保護(hù)1、2中Ⅰ段全不動(dòng)作，Ⅱ段和Ⅲ段中只有KA動(dòng)作，KT和KS都不動(dòng)作。保護(hù)3的Ⅰ段動(dòng)作，Ⅱ段和Ⅲ段中只有KA動(dòng)作，KT和KS不動(dòng)作。</p><p>　　第5章MATLAB建模仿真分析</p><p>　　5.1 MATLAB的概述</p><p>　　MATLAB是矩陣實(shí)驗(yàn)室（M

35、atrix Laboratory）之意。除具備卓越的數(shù)值計(jì)算能力外，它還提供了專業(yè)水平的符號(hào)計(jì)算，文字處理，可視化建模仿真和實(shí)時(shí)控制等功能。</p><p>　　MATLAB的基本數(shù)據(jù)單位是矩陣，它的指令表達(dá)式與數(shù)學(xué),工程中常用的形式十分相似,故用MATLAB來(lái)解算問(wèn)題要比用C、FORTRAN等語(yǔ)言完相同的事情簡(jiǎn)捷得多.在新的版本中也加入了對(duì)C、FORTRAN、c++ 、JAVA的支持，可以直接調(diào)用。用戶也可以將

36、自己編寫的實(shí)用程序?qū)氲組ATLAB函數(shù)庫(kù)中方便自己以后調(diào)用，此外許多的MATLAB愛好者都編寫了一些經(jīng)典的程序，用戶可以直接進(jìn)行下載就可以用，非常的方便。MATLAB的基礎(chǔ)是矩陣計(jì)算,但是由于他的開放性，并且mathwork也吸收了像maple等軟件的優(yōu)點(diǎn)，使MATLAB成為一個(gè)強(qiáng)大的數(shù)學(xué)軟件。</p><p>　　當(dāng)前流行的MATLAB 6.5/7.0包括擁有數(shù)百個(gè)內(nèi)部函數(shù)的主包和三十幾種工具包(Toolbo

37、x)，工具包又可以分為功能性工具包和學(xué)科工具包。功能工具包用來(lái)擴(kuò)充MATLAB的符號(hào)計(jì)算，可視化建模仿真,文字處理及實(shí)時(shí)控制等功能。學(xué)科工具包是專業(yè)性比較強(qiáng)的工具包、控制工具包、信號(hào)處理工具包、通信工具包等都屬于此類。開放性使MATLAB廣受用戶歡迎.除內(nèi)部函數(shù)外，所有MATLAB主包文件和各種工具包都是可讀可修改的文件，用戶通過(guò)對(duì)源程序的修改或加入自己編寫程序構(gòu)造新的專用工具包。</p><p>　　MATLA

38、B一個(gè)高級(jí)的距陣/陣列語(yǔ)言，它包含控制語(yǔ)句、函數(shù)、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、輸入和輸出和面向?qū)ο缶幊烫攸c(diǎn)。用戶可以在命令窗口中將輸入語(yǔ)句與執(zhí)行命令同步，也可以先編寫好一個(gè)較大的復(fù)雜的應(yīng)用程序(M文件)后再一起運(yùn)行。新版本的MATLAB語(yǔ)言是基于最為流行的C＋＋語(yǔ)言基礎(chǔ)上的，因此語(yǔ)法特征與C＋＋語(yǔ)言極為相似，而且更加簡(jiǎn)單，更加符合科技人員對(duì)數(shù)學(xué)表達(dá)式的書寫格式。使之更利于非計(jì)算機(jī)專業(yè)的科技人員使用。而且這種語(yǔ)言可移植性好、可拓展性極強(qiáng)，這也是MATLAB

39、能夠深入到科學(xué)研究及工程計(jì)算各個(gè)領(lǐng)域的重要原因。</p><p>　　MATLAB對(duì)許多專門的領(lǐng)域都開發(fā)了功能強(qiáng)大的模塊集和工具箱。一般來(lái)說(shuō)，他們都是由特定領(lǐng)域的專家開發(fā)的，用戶可以直接使用工具箱學(xué)習(xí)、應(yīng)用和評(píng)估不同的方法而不需要自己編寫代碼。目前，MATLAB已經(jīng)把工具箱延伸到了科學(xué)研究和工程應(yīng)用的諸多領(lǐng)域，諸如數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)庫(kù)接口、概率統(tǒng)計(jì)、樣條擬合、優(yōu)化算法、偏微分方程求解、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、小波分析、信號(hào)處理、圖

40、像處理、系統(tǒng)辨識(shí)、控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)、LMI控制、魯棒控制、模型預(yù)測(cè)、模糊邏輯、金融分析、地圖工具、非線性控制設(shè)計(jì)、實(shí)時(shí)快速原型及半物理仿真、嵌入式系統(tǒng)開發(fā)、定點(diǎn)仿真、DSP與通訊、電力系統(tǒng)仿真等，都在工具箱（Toolbox）家族中有了自己的一席之地。</p><p><b>　　5.2 仿真設(shè)計(jì)</b></p><p><b>　　5.3仿真結(jié)果</b&g

41、t;</p><p>　?。?）模擬電流Ⅰ段保護(hù)動(dòng)作執(zhí)行仿真后，仿真結(jié)果如下圖5.1所示：</p><p>　　由圖可以看出線路在0.05s發(fā)生了故障，產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，之后經(jīng)過(guò)一個(gè)很小的延時(shí)0.001s，斷路器1跳閘。電流Ⅰ段成功按時(shí)動(dòng)作。</p><p><b>　　圖5.1 電流I段</b></p><p>

42、　?。?）模擬電流Ⅱ段保護(hù)動(dòng)作，在電流Ⅱ段的范圍內(nèi)設(shè)置故障，由于本設(shè)計(jì)是模擬線路不同段發(fā)生故障，所以就可以直接改變線路1的值來(lái)模擬線路不同段的故障。將線路1的值設(shè)置為10，線路0、2分別為0.3、3.5。仿真參數(shù)同1），執(zhí)行仿真后，仿真結(jié)果如下圖5.2所示:</p><p>　　圖5.2 電流II段</p><p>　　由圖可以看出線路在0.05s發(fā)生了故障，產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，之后經(jīng)

43、過(guò)預(yù)先設(shè)置的延時(shí)0.5s，斷路器1在0.55s跳閘。電流Ⅱ段成功按時(shí)動(dòng)作。</p><p>　?。?）模擬電流Ⅲ段保護(hù)動(dòng)作，在電流Ⅲ段的范圍內(nèi)設(shè)置故障，由于本設(shè)計(jì)是模擬線路不同段發(fā)生故障，所以就可以直接改變線路1的值來(lái)模擬線路不同段的故障。將線路1的值設(shè)置為15.5，線路0、2分別為0.3、3.5。仿真參數(shù)同1），執(zhí)行仿真后，仿真結(jié)果如下圖5.3所示:</p><p>　　圖5.3 電流I

44、II段</p><p>　　由圖可以看出線路在0.05s發(fā)生了故障，產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，之后經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)置的延時(shí)1.0s，斷路器1在1.05s跳閘。電流Ⅲ段成功按時(shí)動(dòng)作。</p><p><b>　　5.4結(jié)果分析</b></p><p>　　對(duì)于電流Ⅰ段保護(hù)仿真，由圖4.1可以出看出電流Ⅰ段成功按時(shí)動(dòng)作。但是這個(gè)故障必須設(shè)置在電流速斷的保護(hù)

45、范圍之內(nèi)。這期間其實(shí)電流Ⅱ段和Ⅲ段都啟動(dòng)了，只是他們帶有一個(gè)動(dòng)作延時(shí)，在還沒(méi)來(lái)得及動(dòng)作時(shí)，電流Ⅰ段已經(jīng)動(dòng)作，并跳開斷路器，以至線路電流減小，Ⅱ段和Ⅲ段都返回而不動(dòng)作。</p><p>　　對(duì)于電流Ⅱ段保護(hù)仿真，由仿真的波形圖4.2可以看出，線路在0.05s發(fā)生了故障，產(chǎn)生一個(gè)較大的短路電流，但是這個(gè)電流值小于電流Ⅰ段的啟動(dòng)值，所以電流Ⅰ段不會(huì)啟動(dòng)，而Ⅱ段和Ⅲ段會(huì)啟動(dòng)，在經(jīng)過(guò)Ⅱ段預(yù)先設(shè)置的延時(shí)0.5s后，斷路器1在

46、0.55s跳閘，電流Ⅱ段成功按時(shí)動(dòng)作。這是因?yàn)殡娏鳍蠖坞m然啟動(dòng)，但是還沒(méi)來(lái)得及動(dòng)作，電流Ⅱ已經(jīng)將故障切除，以致電流減小使Ⅲ段返回，這也正是電流保護(hù)為什么要有動(dòng)作時(shí)限配合的原因。</p><p>　　對(duì)于電流Ⅲ段保護(hù)仿真，在線路末端發(fā)生短路產(chǎn)生的短路電流較小，使得保護(hù)Ⅰ段和Ⅱ段都不會(huì)啟動(dòng)，而Ⅲ段啟動(dòng)，經(jīng)過(guò)預(yù)先設(shè)置的延遲時(shí)間1.0s后Ⅲ段動(dòng)作而跳閘，切除故障。電流Ⅲ段不僅作為線路主保護(hù)拒動(dòng)時(shí)的近后備保護(hù)，而且作為下一

47、級(jí)相鄰線路保護(hù)拒動(dòng)和斷路器拒動(dòng)時(shí)的遠(yuǎn)后備保護(hù)，同時(shí)還作為過(guò)負(fù)荷時(shí)的過(guò)負(fù)荷保護(hù)。</p><p>　　第6章 課程設(shè)計(jì)總結(jié)與心得</p><p>　　通過(guò)一個(gè)星期的課程設(shè)計(jì)，將這個(gè)學(xué)期所學(xué)的電力系統(tǒng)保護(hù)與控制這門課程更好地鞏固了一遍。不僅僅是簡(jiǎn)單的計(jì)算，還有對(duì)問(wèn)題的分析、設(shè)計(jì)、仿真等，讓之前學(xué)習(xí)中所忽視的具體問(wèn)題得以體現(xiàn)與解決。本文設(shè)計(jì)的是相間短路電流電壓三段式保護(hù)。保護(hù)第Ⅰ段主要靠動(dòng)作電流

48、值來(lái)區(qū)分被保護(hù)范圍內(nèi)部和外部短路而具有選擇性。而電流保護(hù)第Ⅱ段和第Ⅲ段則應(yīng)由動(dòng)作電流和動(dòng)作時(shí)間二者相結(jié)合才能保證其選擇性。電流電壓保護(hù)第Ⅰ段和第Ⅱ段共同作為線路的主保護(hù)，電流電壓保護(hù)第Ⅲ段因?yàn)樵浇咏娫矗瑒?dòng)作時(shí)間越長(zhǎng)，有時(shí)候動(dòng)作時(shí)間長(zhǎng)達(dá)好幾秒，因而一般情況下只能作為線路的后備保護(hù)。</p><p>　　在本次課程設(shè)計(jì)中，最大的問(wèn)題就是仿真。計(jì)算得到的結(jié)果要通過(guò)仿真設(shè)計(jì)系統(tǒng)回路，邏輯功能的實(shí)現(xiàn)，最終得出想要的實(shí)驗(yàn)效

49、果并不是非常的簡(jiǎn)單。尤其感謝室友的幫助，一起討論查資料，互相請(qǐng)教解決遇到的問(wèn)題。讓我將這門專業(yè)課知識(shí)從課本提升到了實(shí)際操作設(shè)計(jì)中，對(duì)我的學(xué)習(xí)能力有了進(jìn)一步的提升，也越來(lái)越熟悉matlab這個(gè)強(qiáng)大的軟件。希望在將來(lái)的學(xué)習(xí)工作中，能夠繼續(xù)發(fā)揚(yáng)這種團(tuán)結(jié)協(xié)作的精神。</p><p>　　對(duì)于此次課程設(shè)計(jì)還有很多不足之處，希望在將來(lái)的學(xué)習(xí)中能進(jìn)一步完善。不過(guò)還是希望老師能給一個(gè)好的分?jǐn)?shù)，祝老師工作順利，生活愉快！</

50、p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　[1] 張艷霞 姜惠蘭編著 《電力系統(tǒng)保護(hù)與控制》 科學(xué)出版社2010</p><p>　　[2] 趙晶 主編《Prote199高級(jí)應(yīng)用》．人民郵電出版社，2000：18-25 </p><p>　　[3] 何仰贊等 編著 《電力系統(tǒng)分析》 武漢：華中理科技學(xué)出版