母线继电保护动作行为仿真分析系统

摘要

母线是电力系统中集中和分配电能的电气元件，在整个输配电中起着非常重要的作用，母线保护的性能对变电站乃至电力系统的安全可靠运行至关重要。本文应用数字仿真技术建立母线故障模型和继电保护模型，仿真重现母线继电保护装置动作过程，开发“母线继电保护动作行为仿真分析系统”软件，为母线故障分析与保护性能检验提供有效工具。
　　 TA(Current transformer)饱和问题是影响母线保护动作正确性的主要因素。论文介绍了TA的饱和机理，分析了影响TA饱和的各种因素，利用SIMULINK搭建了TA饱和模型，仿真研究了TA饱和时的电流传变特征和铁芯磁通变化情况。在此基础上，利用TA饱和电流波形的畸变特征，提出了一种基于对称评估窗的TA饱和识别新判据，给出了相应的TA饱和识别实现方法，仿真验证了所提判据和方法的可行性和有效性。
　　 论文应用MATLAB/SIMULINK搭建了多种接线方式下的母线区内、区外故障模型，实现了多种类型母线故障的模拟;基于对母线保护原理和微机保护算法的研究，搭建了基于不同母线保护原理的母线继电保护模型，实现了多种母线主保护和后备保护动作行为的全数字仿真。
　　 论文利用MATLAB的GUI组件设计“母线继电保护动作行为仿真分析系统”人机界面，通过编写M文件将仿真模型与GUI界面结合在一起，用户可以在人机界面中修改模型中的系统参数、故障类型、故障时间和保护整定值等参数，控制仿真分析进程和观察分析结果。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 课题的研究意义

1．2 继电保护仿真技术国内外研究现状

1．3 继电保护数字仿真技术的发展趋势

1．4 本文所做的工作

第二章 母线继电保护原理对比分析

2．1 母线保护技术及装置的研究现状

2．1．1 母线的接线形式

2．1．2 母线故障的产生原因

2．1．3 母线故障的危害与后果

2．2 母线主保护原理

2．2．1 完全电流差动母线保护

2．2．2 母联电流比相式母线保护

2．2．3 电流比相式母线保护

2．2．4 带比率制动特性的母线电流差动保护

2．3 母线主保护原理对比分析

2．4 其它母线保护原理

2．5 母线后备保护原理

2．4．1 母联充电保护

2．4．2 母联过流保护

2．4．3 母联失灵保护和母联死区保护

2．4．4 断路器失灵保护

2．5 本章小结

第三章 TA饱和对母线保护的影响及对策

3．1 电流互感器的工作原理及饱和特性

3．1．1 电流互感器的工作原理

3．1．2 电流互感器饱和分类

3．1．3 影响电流互感器饱和的因素

3．2 电流互感器仿真分析

3．2．1 电流互感器建模

3．2．2 仿真结果分析

3．3 TA饱和对母线保护动作的影响

3．4 母线故障时TA饱和的解决措施

3．4．1 具有抗TA饱和能力的母线保护原理

3．4．2 光学电流互感器

3．4．3 TA饱和二次电流畸变补偿

3．4．4 TA饱和识别方法比较研究

3．5 一种母线TA饱和识别新方法

3．5．1 TA饱和识别原理和判据

3．5．2 实现方案

3．5．3 仿真实例

3．6 本章小结

第四章 母线继电保护建模与仿真

4．1 系统开发环境介绍

4．1．1 MATLAB仿真软件

4．1．2 MATLAB／SIMULINK

4．1．3 GUI简介

4．1．3 MATLAB编程语言

4．2 基于MATLAB的母线保护建模与仿真

4．2．1 母线完全电流差动保护

4．2．2 电流比相式母线保护

4．2．3 母联电流比相式母线差动保护

4．2．4 带比率制动特性的母线差动保护

4．2．5 母联过电流保护

4．3 本章小结

结论与展望

参考文献

致谢

附录A 攻读学位期间参加的科研项目