MATLAB Simulink电力系统建模与仿真 教学课件 作者 于群 第7章　MATLAB在微机继电保护中的应用实例.ppt

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1、第7章　MATLAB在微机继电保护中的应用实例7.1　简单数字滤波器的MATLAB辅助设计和分析方法7.2　微机继电保护算法的MATLAB辅助设计和分析方法7.3　输电线路距离保护的建模与仿真7.4　Simulink在变压器微机继电保护中的应用举例7.5　输电线路故障行波仿真举例7.1　简单数字滤波器的MATLAB辅助设计和分析方法7.1.1　减法滤波器(差分滤波器)简介7.1.2　减法滤波器设计分析举例7.1.1　减法滤波器(差分滤波器)简介图7-1　减法滤波器幅频特性图7-2　滤波器的幅频特性图7-3　滤波效果的仿真波形7.2　微机继电保护算法的MATLAB辅助设计和分析方法7.

2、2.1　基于正弦函数模型的微机继电保护算法7.2.2　全波傅里叶算法7.2.1　基于正弦函数模型的微机继电保护算法1.两点乘积算法简介2.两点乘积法计算举例1.两点乘积算法简介图7-4　两点乘积算法采样示意图图7-�5　例7-?2电路图图7-6　利用两点乘积法计算得到的输入信号有效值、相位差及电路的电阻、电抗7.2.2　全波傅里叶算法1.全波傅里叶算法简介2.全波傅里叶算法的频率特性分析3.利用全波傅里叶算法计算信号幅值的算例1.全波傅里叶算法简介图7-7　在不同初相角情况下全波傅里叶算法的幅频特性图7-8　利用全波傅里叶算法计算输入信号的幅值图形7.3　输电线路距离保护的建模与仿真

3、7.3.1　方向阻抗继电器的数学模型7.3.2　方向阻抗继电器的仿真模型7.3.3　仿真结果7.3.1　方向阻抗继电器的数学模型1)用幅值比较方式分析图7-9a，继电器能够起动(即测量阻抗ZJ位于圆内)的条件是2)用相位比较方式分析图7-9b，当ZJ位于圆周上时，阻抗ZJ与(ZJ-Zset)之间的相位差为θ=90°；当ZJ位于圆内时，θ＞90°；当ZJ位于圆外时，θ＜90°。1)继电器的测量阻抗正比于短路点到保护安装地点之间的距离。2)继电器的测量阻抗应与故障类型无关，也就是保护范围不随故障类型而变化。图7-9　方向阻抗继电器的特性a)幅值比较方式分析　b)相位比较方式分析表7-1　

4、阻抗继电器采用不同接线方式时，接入的电压和电流关系7.3.2　方向阻抗继电器的仿真模型1.电力系统Simulink仿真模型2.“0°接线”的方向阻抗继电器模块构造3.“相电压和具有K30补偿的相电流接线”的方向阻抗继电器模块构造图7-10　方向阻抗继电器仿真所用的电力系统接线图7-11　电力系统Simulink仿真模型图7-12　电源EM的参数设置图7-13　输电线路的参数设置图7-14　三相电压电流测量模块UM的参数设置图7-15　采用“0°接线”的方向阻抗继电器模块图7-16　子系统“U_convert”的组成图7-17　设置整定阻抗界面图7-18“0°接线”用相位比较方式构成方

5、向阻抗继电器的模块图7-19　采用“相电压和具有K3补偿的相电流接线”的方向阻抗继电器模块图7-20　继电器模块的内部结构表7-2　采用“0°接线”时的仿真计算结果表故障类型过渡电阻正方向出口故障近保护范围末端故障保护范围外部故障A相B相C相A相B相C相A相B相C相三相短路0-177．8-177．8-177．8-178．2-178．2-178．2-2-2-210-95．17-95．17-95．17-23．6-23．6-23．6-0．1-0．1-0．120-86．9-86．9-86．9-3．8-3．8-3．811．811．811．8AB相短路0-177．886．3-60．9-178

6、．267．711．3-264．115．210-95．17121．1-28．8-23．663．116．1053．521．720-86．9129．3-12．35-3．853．921．211．844．926．9表7-2　采用“0°接线”时的仿真计算结果表A相接地0121．338．8-104．860．738．822．557．833．82010175．638．8-64．251．238．819．942．233．82020-165．738．8-40．642．738．821．436．133．824．6表7-3　采用“相电压和具有K3补偿的相电流接线”时的仿真计算结果表故障类型过渡电阻正方向出口故

7、障近保护范围末端故障保护范围外部故障A相B相C相A相B相C相A相B相C相三相短路0-177．9-177．9-177．9-178．9-178．9-178．9-1．0-1．0-1．010-97．8-97．8-97．8-28．9-28．9-28．9-8．9-8．9-8．920-88．7-88．7-88．7-10．0-10．0-10．03．13．13．1表7-3　采用“相电压和具有K3补偿的相电流接线”时的仿真计算结果表故障类型过渡电阻正方向出口故障近保护范围