基于MATLAB开发平台的继电保护仿真系统设计(2)
1.2 电力系统继电保护的研究状况及其发展前景
1.3 本课题研究的主要内容
本课题研究的是电力系统微机保护算法的仿真与研究，选择典型的110kV双端电源供电电力系统，针对几种典型的微机保护算法进行仿真研究分析，并且实现电力系统线路保护的三段式电流保护。主要做了以下几项工作：
（1）了解目前电力系统微机保护的研究现状、发展前景以及一些电力系统微机保护装置[2]；
（2）具体分析几种典型的微机保护算法的基本原理；
（3）针对线路保护的保护原理和保护配置，选择典型的电力系统模型，搭建仿真模型，对微机保护算法进行仿真研究；
（4）对仿真结果进行总结分析。
2 继电保护基本知识
2.1 概述
微机保护装置根据数模转换器提供的输入电气量的采样数据进行、分析和判断，实现各种继电保护功能的方法称为算法。按算法的目标可分为有两大类。一类算法是根据输入电气量的若干点采样值通过一定的数学或者方程式计算出保护所反映的量值。然后与定值进行比较。例如为实现电流保护，可根据电压和电流的采样值计算出电流幅值，对于双端电源还应判断功率方向，然后同给定的电流整定值进行比较。这一类算法利用了微机能进行数值计算的特点，从而实现许多常规保护无法实现的功能。另—类算法，以距离保护为例，它是直接模仿模拟型距离保护的实现方法，根据动作方程来判断是否在动作区内，而不计算出具体的阻抗值。另外，虽然它所依循的原理和常规的模拟型保护同出—宗，但由于运用微型机所特有的数学处理和逻辑运算功能，可以使某些保护的性能有明显提高。
继电保护的种类很多，按保护对象分有元件保护、线路保护等；按保护原理分有差动保护、距离保护和电压、电流保护等。然而，不管哪一类保护的算法，其核心问题归根结底不外乎是算出可表征被保护对象运行特点的物理量，如电压、电流等的有效值和相位以及视在阻抗等，或者算出它们的序分量、或基波分量、或某次谐波分量的大小和相位等。有了这些基本电气量的计算值，就可以很容易地构成各种不同原理的保护。基本上可以说，只要找出任何能够区分正常与短路的特征量，微机保护就可以予以实现。本章将着重讨论基本电气量的算法。
目前已提出的算法有很多种，本章主要介绍两点乘积法、导数法、半周期积分算法、突变量电流算法、傅里叶级数算法和正弦型、余弦型瞬时值采样比相判据算法的基本原理。
2.2互感器介绍
2.2.1电流互感器
电流互感器（CT）是电力系统中很重要的电力元件，作用是将一次高压侧的大电流通过交变磁通转变为二次电流供给保护、测量、录波、计度等使用，本局所用电流互感器二次额定电流均为5A，也就是铭牌上标注为100/5，200/5等，表示一次侧如果有100A或者200A电流，转换到二次侧电流就是5A。
电流互感器在二次侧必须有一点接地，目的是防止两侧绕组的绝缘击穿后一次高电压引入二次回路造成设备与人身伤害。同时，电流互感器也只能有一点接地，如果有两点接地，电网之间可能存在的潜电流会引起保护等设备的不正确动作。如图2-1，由于潜电流IX的存在，所以流入保护装置的电流IY≠I，当取消多点接地后IX＝0，则IY＝I。
在一般的电流回路中都是选择在该电流回路所在的端子箱接地。但是，如果差动回路的各个比较电流都在各自的端子箱接地，有可能由于地网的分流从而影响保护的工作。所以对于差动保护，规定所有电流回路都在差动保护屏一点接地。
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