基于PSCAD42电力系统距离保护的仿真分析.doc
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基于PSCAD4.2电力系统距离保护的仿真分析
摘 要: 简要地介绍了PSCAD4.2软件及其工具箱,分析了输电线路距离保护的基本原理,并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型,设置了输电线路可能发生的接地故障和相间故障,最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量的变化规律的波形,从而实现了三段式距离保护的作用。仿真波形结果表明:利用该软件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理,即距离保护装置能够快速响应故障信号并动作于断路器,实现输电线路的保护。
关键词: PSCAD4.2;距离保护;接地故障;仿真
Analysis of power system distance protection simulation based on PSCAD4.2
Abstract: Briefly introducing PSCAD4.2 software and its toolbox ,then analyzing the basic principle of the transmission line distance protection , and use the toolbox that the software provides to build a protection simulation model and set a ground fault and phase transmission line failures the system may occur, at last obtain the voltage, current and waveform variation of other different types of transmission line failures , enabling three- distances protection. Simulation waveform results showed that: using the model of the software is accurately able to establish the reaction mechanism of the distance protection , distance protection device can quickly respond to the circuit breaker failure signal and act on it to achieve protection of transmission lines .
Key words: PSCAD4.2;Distance Protection;Ground Fault;Simulation
0 引 言
电力系统保护中,输电线路的保护主要是距离保护,其不受运行方式的影响,继电保护性能得到提高,因而获得广泛的应用[1]。文献[2]中通过对继电器模块的搭建来得到对电力系统的继电保护,但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化,保护模块的移植性不强。目前,虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时[3],但距离保护体系并不十分完善,其中接地电阻对距离保护的影响表现突出,文献[4-6] 详述了采用自适应的方法来消除接地电阻对距离保护的影响。
PSCAD4.2是一种电力系统电磁暂态仿真软件,尤其在控制系统、无功补偿系统、高压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃,该软件主要对电力系统时域和频率等变量进行仿真分析,其结果一般以简单易懂的图形界面输出,使得仿真过程清晰、准确而灵活[7-8]。
1 电力系统距离保护的原理
在电力系统继电保护中,距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏性、可靠性以及能够快速切除故障,从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗),以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一种保护装置[9]。为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求,现在广泛采用的是三段式距离保护,其网络接线如图1。
图1 距离保护网络接线图
第1段距离保护理想情况是线路AB的全长,即,但实际是不可能的,如果BC出口处发生故障,则保护2第1段不应该动作,所以其应该躲过这种情况而整定,于是保护2段的1段整定值为
(其中为继电保护中的可靠系数,一般取为0.80.9)
同理,对保护1的第1段为:
第2段距离保护与限时电流速断相似。当保护1的第1段末端发生故障时,对于保护2的测量阻抗就变为:
则保护2的2段动作阻抗为:
为了增加距离保护的可靠性,应该加设距离3段保护,可以作为距离1段 与2段的后备保护,对距离3段整定值,其启动阻抗要躲开电力系统正常运行时的最小负荷阻
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