第7章 MATLAB在微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用實(shí)例.ppt

1、第7章MATLAB在微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用實(shí)例,7.1簡(jiǎn)單數(shù)字濾波器的MATLAB輔助設(shè)計(jì)和分析方法7.2微機(jī)繼電保護(hù)算法的MATLAB輔助設(shè)計(jì)和分析方法7.3輸電線(xiàn)路距離保護(hù)的建模與仿真7.4Simulink在變壓器微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用舉例7.5輸電線(xiàn)路故障行波仿真舉例,7.1簡(jiǎn)單數(shù)字濾波器的MATLAB輔助設(shè)計(jì)和分析方法,7.1.1減法濾波器(差分濾波器)簡(jiǎn)介7.1.2減法濾波器設(shè)計(jì)分析舉例,7.1.1減法濾波器(差分濾波器)簡(jiǎn)介,圖7-1減法濾波器幅頻特性,圖7-2濾波器的幅頻特性,圖7-3濾波效果的仿真波形,7.2微機(jī)繼電保護(hù)算法的MATLAB輔助設(shè)計(jì)和分析方法,7.2.1基于正弦函數(shù)模

2、型的微機(jī)繼電保護(hù)算法7.2.2全波傅里葉算法,7.2.1基于正弦函數(shù)模型的微機(jī)繼電保護(hù)算法,1. 兩點(diǎn)乘積算法簡(jiǎn)介2. 兩點(diǎn)乘積法計(jì)算舉例,1. 兩點(diǎn)乘積算法簡(jiǎn)介,圖7-4兩點(diǎn)乘積算法采樣示意圖,圖7-5例7-2電路圖,圖7-6利用兩點(diǎn)乘積法計(jì)算得到的輸入信號(hào)有效值、相位差及電路的電阻、電抗,7.2.2全波傅里葉算法,1. 全波傅里葉算法簡(jiǎn)介2. 全波傅里葉算法的頻率特性分析3. 利用全波傅里葉算法計(jì)算信號(hào)幅值的算例,1. 全波傅里葉算法簡(jiǎn)介,圖7-7在不同初相角情況下全波傅里葉算法的幅頻特性,圖7-8利用全波傅里葉算法計(jì)算輸入信號(hào)的幅值圖形,7.3輸電線(xiàn)路距離保護(hù)的建模與仿真,7.3.1方向

3、阻抗繼電器的數(shù)學(xué)模型7.3.2方向阻抗繼電器的仿真模型7.3.3仿真結(jié)果,7.3.1方向阻抗繼電器的數(shù)學(xué)模型,1)用幅值比較方式分析圖7-9a，繼電器能夠起動(dòng)(即測(cè)量阻抗ZJ位于圓內(nèi))的條件是2)用相位比較方式分析圖7-9b，當(dāng)ZJ位于圓周上時(shí)，阻抗ZJ與(ZJ-Zset)之間的相位差為=90；當(dāng)ZJ位于圓內(nèi)時(shí)，90；當(dāng)ZJ位于圓外時(shí)，90。1)繼電器的測(cè)量阻抗正比于短路點(diǎn)到保護(hù)安裝地點(diǎn)之間的距離。2)繼電器的測(cè)量阻抗應(yīng)與故障類(lèi)型無(wú)關(guān)，也就是保護(hù)范圍不隨故障類(lèi)型而變化。,圖7-9方向阻抗繼電器的特性a)幅值比較方式分析b)相位比較方式分析,表7-1阻抗繼電器采用不同接線(xiàn)方式時(shí)，接入的電壓和電流

4、關(guān)系,7.3.2方向阻抗繼電器的仿真模型,1. 電力系統(tǒng)Simulink仿真模型2. “0接線(xiàn)”的方向阻抗繼電器模塊構(gòu)造3. “相電壓和具有K30補(bǔ)償?shù)南嚯娏鹘泳€(xiàn)”的方向阻抗繼電器模塊構(gòu)造,圖7-10方向阻抗繼電器仿真所用的電力系統(tǒng)接線(xiàn),圖7-11電力系統(tǒng)Simulink仿真模型,圖7-12電源EM的參數(shù)設(shè)置,圖7-13輸電線(xiàn)路的參數(shù)設(shè)置,圖7-14三相電壓電流測(cè)量模塊UM的參數(shù)設(shè)置,圖7-15采用“0接線(xiàn)”的方向阻抗繼電器模塊,圖7-16子系統(tǒng)“U_convert”的組成,圖7-17設(shè)置整定阻抗界面,圖7-18“0接線(xiàn)”用相位比較方式構(gòu)成方向阻抗繼電器的模塊,圖7-19采用“相電壓和具有K3

5、補(bǔ)償?shù)南嚯娏鹘泳€(xiàn)”的方向阻抗繼電器模塊,圖7-20繼電器模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu),表7-2采用“0接線(xiàn)”時(shí)的仿真計(jì)算結(jié)果表,表7-2采用“0接線(xiàn)”時(shí)的仿真計(jì)算結(jié)果表,表7-3采用“相電壓和具有K3補(bǔ)償?shù)南嚯娏鹘泳€(xiàn)”時(shí)的仿真計(jì)算結(jié)果表,表7-3采用“相電壓和具有K3補(bǔ)償?shù)南嚯娏鹘泳€(xiàn)”時(shí)的仿真計(jì)算結(jié)果表,7.4Simulink在變壓器微機(jī)繼電保護(hù)中的應(yīng)用舉例,7.4.1變壓器仿真模型構(gòu)建7.4.2變壓器空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流的仿真7.4.3變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障時(shí)比率制動(dòng)的仿真7.4.4變壓器繞組內(nèi)部故障的簡(jiǎn)單仿真,圖7-21具有雙側(cè)電源的雙繞組變壓器電力系統(tǒng),圖7-22,圖7-23電源EM的參數(shù)設(shè)置,圖7-2

6、4變壓器T的參數(shù)設(shè)置,圖7-25UM模塊的參數(shù)設(shè)置,7.4.2變壓器空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流的仿真,1)包含很大成分的非周期分量，往往使涌流偏于時(shí)間軸的一側(cè)。2)包含大量的高次諧波。3)波形之間出現(xiàn)間斷。,圖7-26示波器模塊,圖7-27示波器模塊的參數(shù)設(shè)置,圖7-28空載合閘后的三相勵(lì)磁涌流的波形,圖7-29利用Powergui模塊中的FFT Analysis對(duì)勵(lì)磁涌流波形進(jìn)行諧波分析界面,圖7-30空載合閘時(shí)的勵(lì)磁涌流與短路電流的比較圖,表7-4不同合閘初相角下空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流諧波分析表,表7-4不同合閘初相角下空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流諧波分析表,表7-4不同合閘初相角下空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流諧波分析表

7、,表7-4不同合閘初相角下空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流諧波分析表,表7-4不同合閘初相角下空載合閘時(shí)勵(lì)磁涌流諧波分析表,圖7-31變壓器采用“D11”接線(xiàn)方式時(shí)的空載合閘勵(lì)磁涌流,7.4.3變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障時(shí)比率制動(dòng)的仿真,圖7-32變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)、外故障仿真時(shí)增加的運(yùn)算及示波器模塊,圖7-33變壓器保護(hù)區(qū)內(nèi)故障時(shí)的電流波形圖,圖7-34變壓器保護(hù)區(qū)外故障時(shí)的電流波形圖,圖7-35,圖7-36變壓器繞組50%處發(fā)生兩相短路故障時(shí)的電流波形,7.5輸電線(xiàn)路故障行波仿真舉例,7.5.1行波的基本概念7.5.2輸電線(xiàn)路故障行波仿真模型的構(gòu)建7.5.3輸電線(xiàn)路故障行波的提取7.5.4仿真結(jié)果,圖7-37利用疊加原理分析故障產(chǎn)生的行波,圖7-38,圖7-39電源E1的參數(shù)設(shè)置,圖7-40輸電線(xiàn)路line1的參數(shù)設(shè)置,圖7-41“To File”模塊的參數(shù)設(shè)置,7.5.3輸電線(xiàn)路故障行波的提取,1)提取三相電壓和三相電流的暫態(tài)量，用故障后一段時(shí)段內(nèi)的三相電壓值、電流值減去故障前相應(yīng)的一時(shí)段內(nèi)的三相電壓值、電流值，就得到了三相電壓、電流的暫態(tài)量。2)利用式(7-32)、式(7-33)將三相電壓、電流的暫態(tài)量進(jìn)行Clar