具有零序电流补偿的方向阻抗继电器的仿真分析

目录引言 (1)第一章绪论 (2)1.1微机继电保护的发展. (2)1.2微机保护装置的特点 (2)1.2.1维护调试方便 (2)1.2.2可靠性高灵活性大、体积缩小 (3)1.2.3易于获得附加功能性能较好 (3)第二章 110KV输电线路微机保护技术综述 (3)2.1输电线路微机保护的发展方向 (4)2.1.1计算机化 (4)2.1.2网络化 (5)2.1.3保护、控制、测量、数据通信一体化 (5)2.1.4智能化 (6)2.2输电线路微机保护的类型 (7)2.2.1导引线纵联差动保护 (7)2.2.2输电线路载波保护 (7)2.2.3微波保护 (7)2.2.4光纤纵差保护 (8)第三章 PSL621C线路微机保护装置分析 (12)3.1功能及原理 (12)3.1.1启动元件 (12)3.1.2选相元件 (13)3.1.3距离保护 (13)3.1.4零序保护 (20)3.1.5重合闸继电器 (21)3.1.6失灵启动 (22)3.1.7合闸加速保护 (23)3.1.8交流电压电流异常判断 (23)3.1.9过流保护 (25)3.1.10低周减载、低压减载 (25)第四章微机保护主要元件的基本原理 (27)4.1微机型零序电流方向保护概念 (27)4.1.1保护电流元件配置 (27)4.1.2零序保护整定原则及其作用 (27)4.1.3零序方向过流保护的原理与特点 (28)4.2方向纵联元件基本原理 (30)4.2.1基于补偿电压的突变量方向判别原理 (30)4.2.2正序电压补偿式方向元件 (32)4.2.3负序电压补偿式方向元件 (32)4.2.4零序电压补偿式方向元件 (32)4.3启动元件的基本原理 (33)4.3.1 三相同时刻采样值启动元件 (30)4.3.2 零序电流辅助启动元件 (34)4.3.3 起讯元件 (34)4.3.4 静稳破坏检测元件 (34)4.4 距离元件的基本原理 (35)4.4.1突变量距离元件 (35)4.4.2 相间距离元件 (38)4.4.3 接地距离元件 (39)4.5 零序方向过流元件的基本原理 (40)4.6过流元件的基本原理 (41)4.7 选相元件的基本原理 (41)4.7.1 突变量选相 (41)第五章微机保护中零序方向元件算法研究与仿真 (44)5.1零序方向过流保护的原理与特点 (44)5.2 直接移相原理的序分量滤过器 (45)5.2.1正序电压零序补偿方案 (45)5.3使用 MATLAB软件进行仿真 (46)5.4零序方向元件动作判据优缺点分析 (64)5.5记忆电压零序补偿方案 (65)结论 (67)参考文献 (68)谢辞 (69)引言随着电子技术和计算机技术的发展，电力系统的继电保护也突破了传统的继电保护形式，出现了电力系统微机保护。

继电保护仿真程序的设计构想(1)摘要：根据电网的实际情况和运行工作的需要，本文介绍了继电保护仿真程序的必要性和设计思路。

仿真程序的主要作用是对保护整定值的校验和电网事故分析，还能够进行保护人员的培训等等。

继电保护仿真程序的应用，将给电网的安全稳定和经济运行带来可观的经济效益和社会效益。

关键词：继电保护仿真程序设计构想一、继电保护整定计算程序现状随着电力系统的发展，电网规模越来越大，结构也越来越复杂，继电保护整定计算的工作量也越来越大，而且整定计算的定值无法通过实际故障的情况，来验证其选择性和灵敏度。

整定计算程序只能校验保护定值对本线的灵敏度，不能计算保护定值的远后的保护范围。

另外，对于新设备的投产，整定计算不可能进行整个电网的保护整定计算，而只能进行局部电网的保护定值整定计算，因此，日积月累在整个电网保护定值配合上，可能会出现偏差，造成保护定值之间的不配合而使保护误动。

一般的整定计算的工作，简单的流程图如下：往往审核人的审核只对计算结果进行审核，在运行方式上的考虑及配合是否合理还不能验证，而且校验工作也不是很直观。

因此，开发研制继电保护仿真程序是非常必要的，也将是非常实用的。

有了继电保护仿真程序，将有助于继电保护的定值的校验，防止运行中的继电保护定值的失配及灵敏度不足等问题。

继电保护仿真程序具有模拟电网各种故障(包括复故障)的功能，以校验保护定值的正确性与否，增加了以上环节后，保护定值整定计算工作的流程图如下：增加了仿真程序检验计算步骤，也就增加了一道防线，能对保护定值进行进一步的校验，而且很直观，能有效地防止保护定值的误整定。

二、继电保护仿真系统的组成继电保护仿真程序就是利用计算机程序模拟电力系统各种故障，用故障量来检测保护的动作行为，并能输出各站的保护动作情况。

其主要由程序和数据库两部分组成。

(一)数据库主要有：1、电网一次系统图：包括所有整定范围的一次电网结构图，应标有断路器状态，断路器在断开位置和合闸位置应有明显区别，以提醒计算人员有关保护动作跳闸情况。

一、单项选择题（选考15题，共30分）1．反应故障时电流增大而动作的保护为（ B ）A．低电压保护B．过电流保护C．过负荷保护D．过电压保护2．电力系统发生故障时，由故障设备(或线路)的保护首先切除故障，是继电保护（ B ）的要求。

A．速动性B．选择性C．可靠性D．灵敏性3．为防止电压互感器一、二次绕组间绝缘损坏击穿时，高电压窜入二次回路，危及人身安全，应将二次侧（ B ）A．屏蔽B．接地C．设围栏D．加防护罩4．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，如果保护的动作时限相等，则两相不完全星形接线电流保护只切除一条线路的机会为（ B ）A．100％B．2／3 C．1／3 D．05．功率方向继电器的潜动是指（ B ）A．只给继电器加入电流或电压时，继电器不动作。

B．只给继电器加入电流或电压时，继电器就动作。

C．加入继电器的电流与电压反相时，继电器动作。

D．与加入继电器的电流电压无关。

6．以下不属于功率方向继电器90°接线方式的是（ C ）A．U AB、I C B．U BC、I AC．U AC、I B D．U CA、I B7．在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电压最高处为（C ）A．保护安装处B．变压器接地中性点处C．接地故障点处D．发电机接地中性点处8．中性点经消弧线圈接地电网通常采用的补偿方式是（ C ）A．完全补偿B．欠补偿C．过补偿D．不补偿9．反应相间短路的阻抗继电器接线方式是（A ）A．0°接线B．90°接线C．3U o，3I o D．27°接线10．阻抗继电器的精确工作电流是指，当φK=φsen，对应于（ B ）A．Z act=0.8Z set时加入阻抗继电器的电流B．Z act=0.9Z set时加入阻抗继电器的电流C．Z act=Z set时加入阻抗继电器的电流D．Z act=1.1Z set时加入阻抗继电器的电流11．在具有分支电源的电路中，由于助增电流的影响，一般有（B ）A．测量阻抗增大，保护范围也增加。

零序功率方向继电器正确接线的判定和校验张旭俊摘要针对零序功率方向继电器的接线判断具有一定的难度、错误接线时有发生，提出了一种分析方法，使问题与读者熟悉的概念建立联系，减少理解记忆难点，增加联想，便于正确掌握零序功率方向继电器的接线的判定和校验。

关键词零序方向继电器判定本文将零序功率方向继电器在极坐标上的动作区和方向阻抗继电器在R，X阻抗复平面上的动作区建立统一170°左压分别为，的极性端接入，相对的电压，I j流向区，是以至160在R，X2三相系统的零序功率方向继电器若三相分别采用方向继电器，原则上也能保证三种单相接地短路时继电器的方向性，它们加到三只方向继电器上的电压电流分别是：U A，I A，U B，I B，U C，I C。

如果在左边电源侧也装三只方向继电器，它们端子上的电压电流分别是：E A，I A，E B，I B，E C，I C。

如果在线路正方向发生K A接地短路，则如下两个方向继电器的感受阻抗分别为：Z j1＝U A/I A＝Z k（1）Z j2＝E A/I A＝Z s＋Z k（2）从物理概念上说，它们对短路方向的判别应当是一致的。

由于有了三相，存在3U0和3I0的零序分量，它们分别是：3U0＝U A＋U B＋U C，3I0＝I A＋I B＋I C。

先看在三相系统两侧电源下的单相接地短路，为了对比简化，先假定：（1（2（3K A接地短（3）（4）（5）Z j2＝E A/I A ＝Z s，Z j的方向继电器感受阻抗Z j2完全一样，也能正确动作。

至此读者已很明白：零序功率方向继电器，不但节省器件，而且没有出口短路的死区问题。

再看看公式（5），更令人感兴趣的是零序功率方向继电器的感受阻抗是一个定数Z s，它和短路地点远近、弧阻大小无关，其阻抗角Arg（Z s)始终在70°左右，其判别方向的可靠性是很高的，可见零序功率方向继电器比分相方向继电器具有明显的优越性。

由此，我们还可以判定在正向出口发生K B或K C接地短路时，零序功率方向继电器的感受阻抗始终是Z j＝Z s，而相应的装在左侧电源处的分相方向继电器的感受阻抗也都是Z j＝Z s，可见用一只零序功率方向继电器就能全部反映分别的三种单相接地短路故障。

图1 单相系统的方向继电器的接线 方向继电器暂时也沿用感受阻抗的说法，令Zj＝Uj/Ij，这个感受阻 抗的角度是保护安装处的电压电流之间的角度，由于可能受弧光电阻的 影响，一般Zj的角度可能要小于70°。而方向继电器在R，X阻抗复平面 上的动作区，是以70 °方向为最大灵敏角的上半平面。从极坐标的角度 说，它的动作区是从－20 °开始，沿逆时针方向至160°为止。从方向阻 抗继电器的角度说，它相当于以70°方向的无穷长轴作直径，圆的直径 的一端在原点，另一端在无穷远处，因而这个圆内动作区，就是前述的 从－20°开始，沿逆时针方向，直到160°为止的动作区。加在方向继电 器端子上的电流电压向量图，应这样规定：以流过方向继电器的电流向
下原因：在线路功率送受四象限图上，Ij向量的方向选R轴的正方向， 而零序功率方向继电器带负荷测量时，Ij是轮流引入IA，IB，IC，而电 压UA不变，因而在同一张功率送受四象限图上，就很难来绘制上述三 种情况的向量图。引用感受阻抗的概念，使我们绕过这一难点，感受阻 抗的角度是从实轴算起，它描述的是Uj领先Ij的角度，又符合R，X阻抗 复平面上的概念，因而把ZAA，ZAB，ZAC三个复阻抗同时在一个平面 上表达就没有问题。 下面举一实例：某线路受有功10MW，受无功70MVAR，模拟出口 KA接地短路，即将U端引向SA601。当电流通IA时，测得角度为－ 100°，继电器制动；当电流通IB时，测得角度为20 °，继电器动作；当 电流通IC时，测得角度为140°，继电器也动作。相位表测得角度均以电 压领先电流的角度为正。按本文方法绘制R，X阻抗复平面，零序功率 方向继电器的动作区，同时画出方向继电器的感受阻抗ZAA，ZAB， ZAC，并注明动作情况。从图可见，零序功率方向继电器的接线是正确 的。 此主题相关图片如下：

电厂继电保护仿真软件功能和应用的阐述发表时间：2018-02-08T16:22:07.907Z 来源：《防护工程》2017年第29期作者：秦锋程明[导读] 根据电厂的实际情况和运行工作的需要，本文介绍了继电保护仿真程序的必要性和设计思路。

淮沪电力有限公司田集发电厂安徽淮南 232000摘要:根据电厂的实际情况和运行工作的需要，本文介绍了继电保护仿真程序的必要性和设计思路。

仿真程序的主要作用是对保护整定值的校验和电气事故分析，还能够进行保护人员的培训等等。

继电保护仿真程序的应用，将给电厂的安全稳定和经济运行带来可观的经济效益和社会效益。

关键字:电厂继电保护仿真软件初步设想模拟故障计算仿真判定一、继电保护仿真软件的在电厂应用的前景1在保护整定的作用现代化的大型发电厂机组是高参数、大容量的。

电气主接线及厂用电系统都相对复杂，继电保护整定计算的工作量也越来越大，而且整定计算的定值难以通过实际故障的情况，来验证其选择性和灵敏度。

而一般整定计算程序只能校验保护定值对本线的灵敏度，不能计算保护定值的远后保护范围。

利用继电保护仿真软件可以方便的对保护范围进行校核，从而对保护的配置及定值设定进行合理优化有助于继电保护的整定值的校核，防止运行中的继电保护定值的失配及灵敏度不足等问题。

2在保护审核及保护评价中的作用对于新设备的投产，整定计算不可能每次都对整个电厂的保护进行核算，而只能进行局部的保护定值整定计算，因此，日积月累在整个电厂电气保护定值配合上，可能会出现偏差，造成保护定值之间的不配合而使保护误动。

往往审核人的审核也只对每一部分的计算结果进行分别审核，在运行方式上的考虑及配合是否合理还不能验证而且校核工作也不是很直观。

有了继电保护仿真软件不但能直观方便的审核保护在系统中配置是否合理，而且还能对整个电厂的继电保护运行情况进行全面的客观的评价。

3在培训中发挥的作用新员工往往只是在学校里接触了一些理论知识，而缺乏感性认识，他们在进入工作后才接受系统的岗位培训。

纵联零序方向元件电压补偿的问题分析陈福锋1 许庆强2 钱国明1 兰金波1 魏曜1(1 国电南京自动化股份有限公司 中国 南京 210003；2 江苏省电力试验研究院有限公司，中国 南京 210036)摘要：文章讨论了纵联零序方向保护因为零序电压灵敏度不足而失效的各种情况，探讨了采用零序电压补偿措施的必要性。

指出同杆并架的双回线若其中一回线因单相故障跳开，由于负荷转移相邻线会出现较大的零序电流，而两侧母线可能均无零序电压，此时投入零序方向电压补偿将造成无故障线路两侧纵联零序保护误跳闸。

详细分析了双回线其中一回线单相跳开后影响两侧母线零序电压的因素，并以现场录波数据和仿真数据验证了理论分析的正确性。

文章最后给出了能有效解决相关问题的纵联零序方向保护配置方案。

关键词：纵联保护 零序方向 灵敏度 电压补偿 双回线0 引言纵联零序保护是220 kV 及以上电压等级输电线路保护对于各类接地故障的主要保护，尤其是对于单相高阻接地故障具有不可或缺的作用。

随着电网容量的不断增大，大电源和长线路的结构不断增多，当线路末端发生金属性不对称接地故障时，保护所测得的零序电压很低，受PT 精度影响零序方向元件可能无法正确判别故障方向[1-5]。

另外，在经过高阻接地故障的情况下，零序电压也可能很小（这与系统条件、故障点及接地电阻有关），也会引起零序方向元件无法正确动作。

为解决上述由于故障后零序电压太低而导致零序方向元件无法正常工作的问题，现行的零序方向保护广泛采用零序电压补偿方法[4-5]。

正方向故障时，经过补偿的零序电压幅值大于保护安装处测量的零序电压幅值，方向更明确；反方向故障时，经过补偿的零序电压幅值小于测量的零序电压幅值，保证零序正方向元件不会误动。

1 零序方向电压补偿的介绍当M 侧保护测量到的零序电压低于门槛值（通常设为1V 左右）时，采用经过补偿的零序电压判别故障点方向，零序正方向动作判据为00033175arg()3253M M COM M U I Z I -⋅<< （1） 其中0M I 和0M U 分别为保护测量到的零序电流和零序电压，COM Z 是补偿阻抗。

一、单项选择题（选考15题，共30分）1．反应故障时电流增大而动作的保护为（ B ）A．低电压保护B．过电流保护C．过负荷保护D．过电压保护2．电力系统发生故障时，由故障设备(或线路)的保护首先切除故障，是继电保护（ B ）的要求。

A．速动性 B．选择性 C．可靠性D．灵敏性3．为防止电压互感器一、二次绕组间绝缘损坏击穿时，高电压窜入二次回路，危及人身安全，应将二次侧（ B ）A．屏蔽 B．接地 C．设围栏 D．加防护罩4．在中性点非直接接地电网中的并联线路上发生跨线不同相两点接地短路时，如果保护的动作时限相等，则两相不完全星形接线电流保护只切除一条线路的机会为（ B ）A．100％ B．2／3 C．1／3 D．05．功率方向继电器的潜动是指（ B ）A．只给继电器加入电流或电压时，继电器不动作。

B．只给继电器加入电流或电压时，继电器就动作。

C．加入继电器的电流与电压反相时，继电器动作。

D．与加入继电器的电流电压无关。

6．以下不属于功率方向继电器90°接线方式的是（ C ）A．UAB 、ICB．UBC、IAC．UAC 、IBD．UCA、IB7．在中性点直接接地电网中发生接地短路时，零序电压最高处为（ C ）A．保护安装处B．变压器接地中性点处C．接地故障点处D．发电机接地中性点处8．中性点经消弧线圈接地电网通常采用的补偿方式是（ C ）A．完全补偿B．欠补偿C．过补偿D．不补偿9．反应相间短路的阻抗继电器接线方式是（ A ）A．0°接线B．90°接线C．3Uo ，3IoD．27°接线10．阻抗继电器的精确工作电流是指，当φK =φsen，对应于（ B ）A．Zact =时加入阻抗继电器的电流B．Zact=时加入阻抗继电器的电流C．Zact =Zset时加入阻抗继电器的电流D．Zact=时加入阻抗继电器的电流11．在具有分支电源的电路中，由于助增电流的影响，一般有（ B ）A．测量阻抗增大，保护范围也增加。

基于MATLAB的方向阻抗继电器动作特性仿真与研究
方向阻抗继电器是电气系统保护和控制中常用的一种装置，广泛应用
于电力系统中。

它通过检测系统中电流的方向，并根据方向差来判断故障
的类型和位置，从而实现对电力系统中的故障进行定位和切除，保证电力
系统的安全运行。

本文将使用MATLAB软件进行方向阻抗继电器的动作特性仿真与研究。

仿真主要包括以下几个方面的内容：
1.方向阻抗继电器的数学模型建立：根据方向阻抗继电器的工作原理，构建其数学模型。

主要包括电流方向检测模块和故障定位模块。

2.故障类型和位置的模拟：通过对电力系统进行故障注入，模拟电力
系统中的故障类型和位置。

常见的故障类型包括短路故障、接地故障等。

3.方向阻抗继电器的动作特性仿真：将模拟的故障注入电力系统，并
将电流信号输入方向阻抗继电器的数学模型中进行仿真。

根据仿真结果，
分析方向阻抗继电器的动作特性，包括动作时间、动作电流等。

4.方向阻抗继电器参数的优化：根据仿真结果，对方向阻抗继电器的
参数进行优化，使其能够更好地适应电力系统的工况变化，并提高其动作
特性的可靠性与准确性。

通过以上仿真与研究，可以全面了解方向阻抗继电器的工作原理和动
作特性，为方向阻抗继电器在实际电力系统中的应用提供参考。

此外，还
可以通过仿真结果对方向阻抗继电器的参数进行调整和优化，使其更好地
适应电力系统的工况变化，提高电力系统的安全可靠性。

总之，本文通过MATLAB软件对方向阻抗继电器的动作特性进行仿真与研究，将有助于深入理解方向阻抗继电器的工作原理，为其在电力系统中的应用提供理论和技术支持。

电⼒系统继电保护原理考试题型复习知识点及例题2008级《电⼒系统继电保护原理》考试题型及复习题第⼀部分：考试题型分布（1）单选题（10分）：1分×10题（2）多选题（10分）：2分×5题（3）判断改错题（10分）：2分×5题（4）简答题（20分）：5分×4题（5）分析题（20分）：3题（6）计算题（30分）：3题。

第⼆部分：各章复习题第⼀章知识点：1）继电保护装置及其基本任务（故障、不正常运⾏状态、动作于断路器跳闸、动作于信号）2）继电保护装置的原理结构（测量、逻辑、执⾏）3）保护四性的内容，理解何为保护四性例题：1.如下图，线路AB、BC配置了三段式保护，试说明：（1）线路AB的主保护的保护范围，近后备、远后备保护的最⼩保护范围；（2）如果母线B故障（k点）由线路保护切除，是由哪个保护动作切除的，是瞬时切除还是带时限切除；（3）基于上图，设定⼀个故障点及保护动作案例，说明保护⾮选择性切除故障的情况。

第⼆章知识点：1）继电特性和返回系数2）微机保护装置硬件组成3）采样定理、频率混叠、前置低通滤波器4）微机保护软件功能模块的构成例题：1.什么是继电器的返回系数？返回系数都是⼩于1的吗？2.举例说明哪些继电器是过量动作的，哪些继电器是⽋量动作的？3.微机保护装置硬件系统由哪五部分组成？分别起什么作⽤？4.微机保护的软件⼀般由哪些功能模块构成？5.如何选择微机保护的采样率？说明低通滤波器设计与采样率选择之间的关系。

第三章知识点：1）三段式相间电流保护的基本原理与构成、整定原则、应⽤评价及其整定计算，掌握整定计算过程中分⽀系数的计算与引⼊2）瞬时电流速断保护的保护范围3）电流保护的接线⽅式及其应⽤场合4）低电压保护的优缺点5）功率⽅向元件，0°接线和90°接线，电压死区6）半周积分算法和全波傅⽴叶算法例题：1.试对保护1进⾏电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的整定计算（线路阻抗0.4Ω/km，电流Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ段的可靠系数分别是1.3、1.1、1.2，返回系数0.85，⾃起动系数1。

零序功率方向保护继电器新型校验方法万丽娟【摘要】The zero-sequence power direction protection relay (67) , as the main protection of the motor or cable when single-phase earth fault occurs on the road, can prevent failure of expanding, and play an important role in ensuring the safe operation of the system. Therefore, it is particularly important to check its accuracy and sensitivity regularly. At present, tconventional verification method is mainly through the single device test, which is not only cumbersome to disassemble and connect, but also fails to connect the CT and PT secondary line into the test circuit, so as to verify the correctness of its wiring. How to check the zero sequence power directional protection relay simply and accurately is the main purpose of the new calibration method.%零序功率方向保护继电器 (简称67) 是电动机或电缆线路上发生单相接地故障时的主保护, 对于防止故障范围扩大, 保障系统安全运行方面起着重要作用.定期校验零序功率方向保护继电器动作的正确性、灵敏性就显得尤为重要.常规的校验方法主要是通过逐台单体检验, 不仅拆接线繁琐而且未将电压、电流互感器二次线接入试验回路, 从而无法验证其接线正确性.如何在保护验收及日常定检工作中简单而又准确地检验零序功率方向保护继电器, 是新型校验方法研究的主要目的.【期刊名称】《电力与能源》【年(卷),期】2019(040)001【总页数】4页(P56-58,72)【关键词】零序功率方向继电器;校验方法;接地故障【作者】万丽娟【作者单位】上海电力股份有限公司罗泾燃机发电厂,上海 201900【正文语种】中文【中图分类】TM774罗泾燃机发电厂0.4 kV厂用电中性点采用不接地方式，当系统发生单相接地故障时，系统线电压仍保持对称，不影响对负荷的供电，但非故障相对地电压升高为相电压的1.732倍，对设备绝缘水平要求较高，长时间运行易发展成为相间短路故障，造成电气设备严重损坏。

方向电流保护仿真实验的编程及测试1.前言我国目前正处在经济发展的重要时期，各行各业对电力的需求日益增加，因此，预防用电事故就成为迫切需要解决的问题。

电力系统在运行中，可能发生各种故障和不正常运行状态，最常见同时也是最危险的故障是发生各种形式的短路。

在电力系统中，除应采取各项积极措施消除或减少发生故障的可能性以外，故障一旦发生，必须迅速而有选择性地切除故障元件，这是保证电力系统安全运行的最有效方法之一[1]。

为了维持系统稳定运行，切除故障的时间常常要求小到百分之几秒。

实践证明只有在每个电气元件上装设保护装置后才有可能满足这个要求。

这种保护装置被称为继电保护装置，即能反应电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态，并动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置。

它的基本任务是：自动、迅速、有选择性地将故障元件从电力系统中切除，使故障元件免于继续遭到破坏，保证其他无故障部分迅速恢复正常运行。

动作于跳闸的继电保护在技术上一般应满足四个基本要求，即选择性、速动性、灵敏性、和可靠性[2、3]。

由于现在电力系统的复杂性，需要不断的对各种保护进行改进，以满足继电保护的基本要求。

方向性电流保护主要就是在原有保护的基础上增加了一个短路功率方向的判别元件，以便在反方向故障时保证保护不致误动作[1、3]。

现今主要应用的是定时限和反时限方向过电流保护[3、4]。

传统的继电保护以“事先整定、实时动作、定期检验”为特征，系统整定值离线计算，而且在运行过程中很少改变。

随着电力系统规模日益扩大，供电网络结构日益复杂，传统的保护方式已越来越不能满足电力系统的要求。

自适应保护的出现为解决这些问题提供了一条路径。

它针对电力系统中拓扑结构变化频繁、运行状态不稳定的特点，能够自动改变保护特性，使其更好的适应系统的变化，达到保护的最佳性能[8]。

自适应在传统继电保护中也有体现，目前计算机在电力系统保护和控制中的应用以及相关技术的发展，为自适应继电保护的发展提供了前所未有的良机[11]。

ｅ ｃ ｔ ｒ ｏ ｎ ｉ ｃ ｓ・ 电力电子
继电保护故障分析整定管理及仿真系统的应用思考
文／ 张树海
经验提升应用水平。推动仿真系统 以及整定管 ３ 改 进 建 议 理 在实际作业 中发挥作用 ，提升 电力系统运行 为 了保 障系统 在运行 中可 以普 及更 多的 安全。 范 围，在 当下仿真系统 以及分析整定管理出现 ２ ． １提升工作效率 的问题 ，提 出一些建议 。在运行 中加入联络线 两 端继 电保护装置之后 ， 相 续动作会 比较灵敏 ， 该系 统 为 电力 工作 开展 带来 了便 利 ，提 提升 了校验保护定值功能 ， 因而提升工作效率。 升了生产效益 ，主要体现在 以下几个 内容 。第 第二 ，在 自 动整定功能 中，如果计算路线它的 在应用 中，它会 自动化的形成继 电保护配 Ⅳ段定值 比较大 ，超过 了Ⅲ段定值 ，那么相应 置 图、序 网阻抗 图以及 电网主 线图，这三个 图 的零序 Ⅳ段它 的定制应该 自动清 除为零 ，这样 形是 以往工作 中， 需要进行 计算 绘制才能形成 ， 才能同Ⅲ段定值持平 。第三 ，进行 电阻取值之 而且计算 的准确率 ，绘制 比例搭配合理要 求比 后 ，会使得 电网故障计算更加准确 ，尤其是在 较高。如今有 了该系统之后 ，这三种 图形可 以 仿 真校验 以及故 障查询工作 中，能够保 障数值 自动生成 ，节省 了大量工作 时间，还保 障工作 准确率 。第 四，在进行故 障值计算 时，应该适 质量。第二 ，在 以往进行整定 时，主导整定方 当的增 加一定 的主变 中性 电流 ，这样经过 电流 式是手动 ，自动整定方 式运用 比较 少。随着 科 感 应之后 ，最 终的电流 会流 向零序 电流 ，使得 技不断发展 ，该 系统运 应而生 ， 它 实现 自动整 校 核变压器工 作灵敏性提升 。第五 ，当需要将 定 以及手动整定相互结合。 在进行 整定 工作时， 主变高压侧 同零序 Ⅳ段 电流进行结合 时，应该 会根据工作进度打开镇定书 ，降低 了整定值配 做 好配 时工作 ， 保 障零序最后段的 比例为 １ ： １ ， 合时间 ，降低误差值 。人进行 手动 整定和放 置 而且不 能选择那 些电压段 的零序 ，选择 中压零 整定书 时，时常 因为误差造成 工作效率低下 ， 序 便可 ，另外还 需要不 断进行完善 ，这将提升 影 响工作进度 。第三 ，基于仿 真功能检验基础 工 作效率 。随着社 会不 断发展 ，电力在社会发 上 ，开展保护工作 ，工作行为 和工作 内容得 到 展 中占据 重要位置 ，这些系统和技术都是为 了 保 障。 第四， 该系统还可以根据 电网运行状况 ， 保 障运行 效率 ，为 了提升社会经济发展水平服 寻找故障 出现的地点 ，提升 电网维护质量 。同 务。因此 ，在 工作中要 不断总结工作经验 ，不 时 ，后续开展 的电网数 据工作 ，它提供 了准确 断学习新知识 ，用知识武装头脑 。不断完善这 的数据 ，保 障电网运 行安全。第五 ，进行短路 些软件 ，提升社 会经济效益 。 计算时 ，能够参 照多种计算方 式进 行计算 ，分 析 出多类型故 障，保 障故障系统安 全运行 ，为 ４ 结 束 语 系统持续开展工 作提供 有利数据。第六 ，该系 随着社 会 不断 发展 ，大量 的微 机 型继 电 统信息查询功 能 比较强大 ，该功能保障了多种 保护装置进入 市场 ，大量 自动化变 电站开始建 运行方 式安全运行 ，运行 中提升工作效率 。 立 。这 些举措标 志信息 网络技术在 电网应用 中 ２ ． ２需要 不断完善 的重要性 。该 系统 的应用不仅极大地提高 了继 电保护整 定计算工作效率 ，仿真系统 以及整定 为 了保 障系 统能够 在 短时 间 内得 到广 泛 分析在 我国其他地 区开始广泛应用 ，该系统提 应 用，因此，在 应用过程中要不断完善仿真系 升 工作效率 。而且 ，为实现信息共享提供 了 良 统 以及继 电保 护故障分析整 定管理 ，在运 行 中 好 基 础 ，使 得 专 业 管 理 工 作 推 向 标 准化 平 台 。 实现创新要求和创意 思路需 求。在 此基础上 ， 结合多年 实实践 经验 以及系统理论 知识 ，提 出 参考文献 了系统运行改进方 式。改进 方式应该包含 以下 … １ 张明钱 ，罗倩 ．高职 院校 电力 系统继 电保 几个 内容 ：首先 ，窗 口。之 前的工作窗 口，在 护与 自动化 专业建设 实践探索一一以重庆 进行选择 ，窗 口灵 活性 比较差 ，不能根据实际 水利 电力职 业技 术学 院为例 … ．当代职 需求开展工作 ，应用起 来非常不方便 。需要 在 业教 育 ， ２ ０ １ ３ （ ４ ） ． 经过改造之后 ，它能够根据 指令灵 活的进行 运 【 ２ 】李辰 ，李开成 ．继 电保护 测试仪 用大 电流 行 ，提升 窗口灵 活性 。尤其 是绘制拉伸命 令 ， 功 率 放 大 电 路 的研 究 ［ Ｊ ］ ．电 力 系统 保 护 它 的灵活性应该在改进 中得 到保障。其次，最 与控 制 ， ２ ０ １ ３ （ ８ ） ． 初 的元件它不能实现一 次性复 制，不 能根据 指 ［ ３ 】 董争 ，武南瑞 ． Ｄ Ｓ Ａ ３ Ｃ系列微 机保 护 测控 定的位置 自动进行复制 。因此 ，需要在改进过 装置 继电保 护定值 计 算 【 Ｊ 】 ． 中 国高新 技 程 中，绘 制图形 时一选 定复 制选项 ，便可实现 术企业 ． ２ ０ １ ３ （ ５ ） ． 指定位置 元件复 制。再 次，在 过去因为计算机 ［ ４ ］姚震 ．环关于继 电保 护和配电 自动化 配合 技术 发展 还不完善 ，系统受到字节限制 ，进行 的 配 电网的故 障处理 分析 ［ Ｊ ］ ．黑 龙江 科 描述工作 时， 不能做到全面描述 以及具体描述。 技信 息 ， ２ ０ １ ３ （ ６ ） ． 经过改进之后 ，计算机 字节 增加 ，可以进 行多 ［ ５ 】马 红 超 ，王 喜 俊 ．浅谈 大型 发 电机 组 方 式的描述工作 ， 保 障了运行方式流畅且清晰。 发变组保护 出口逻辑整定 ［ Ｊ ］ ．河 南 电 最 后，过去系统对那些网架结构 比较复杂 ，变 力 ． ２ ０ １ ３ （ １ ） ． 电站数量 比较繁多的 电网地区 ，系统工作效率 比较低 ，整定速度缓慢。为了提升整定效率 ， 作者单位 缩短计算 时间。适当将 那些大型电网 ，细分为 黄 河电力检修 工程有 限公 司 青海省 西宁 市 几 个区域块电网。每 个区域块 电网独 自享受一 ８ １ ０ Ｏ １ ６ 个 子网。再借 助网络等值参数 ，将每个子网的 数 据连接起来 ，对这些区域的 电网运行状况进 行 分析 ，方便计 算出整 定值 以及故 障值 。

第36卷 第8期 继电器 V ol.36 No.8 2008年4月16日 RELAY April 16, 2008接地阻抗继电器零序电流补偿系数的特点及模拟试验方法研究孟恒信，阴崇智（山西电力科学研究院,山西 太原 030001）摘要：在剖析接地阻抗继电器零序电流补偿系数物理意义的基础上，深入研究了阻抗型补偿系数和电阻R k 和电抗X k 分别补偿系数的特点及两系数之间的区别；提出了两补偿系数之间的转换方法及转换条件；并结合工程实际，举例说明了圆特性和四边形特性接地阻抗继电器模拟试验的参数计算方法。

关键词: 零序电流补偿系数； 转换； 模拟试验Research of earth-fault impedance relay’s zero-sequence compensationfactor and commissioning tests methodMENG Heng-xin ,YIN Chong-zhi(Shanxi Electrical Power Research Institute, Taiyuan 030001,China)Abstract: By analyzing the physical sense of earth-fault impedance relay’s zero-sequence compensation factor ，this paper researches impedance compensation factor and resistance R k and reactance X k , and distinguishes two factors. It also introduces the converting method and the converting condition of the two factors ．Combined with the engineering practices ，this paper introduces the method of calculating the parameter of circularity characteristic and quadrangle characteristic earth-fault impedance relay commissioning tests.Key words: zero-sequence compensation factor; converting; commissioning test 中图分类号： TM77 文献标识码： B 文章编号： 1003-4897(2008)08-0083-040 引言接地阻抗继电器是电网继电保护系统最常见的一种保护装置，在高压电网应用非常广泛。

Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｉｎｔｅｒｎａｌｆａｕｌｔｏｆｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｆｉｖｅ－ｌｅｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒＨＡＯＷｅｎ－ｂｉｎ，ＬＩＱｕｎ－ｚｈａｎ（ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＥｌｅｃｔｒｉｃａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＳｏｕｔｈｗｅｓｔＪｉａｏｔｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ６１００３１，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌｉｎｔｅｒｎａｌｆａｕｌｔｍｏｄｅｌｓｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｂａｓｅｄｏｎｗｉｎｄｉｎｇａｎａｌｙｓｉｓ，ｔｈｅｌｅａｋｆｌｕｘａｎｄｔｈｅｅｄｄｙｅｆｆｅｃｔｏｆｉｒｏｎ－ｌｅｇａｒｅｉｇｎｏｒｅｄａｎｄｔｈｅｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｉｔｙｏｆｉｒｏｎ－ｌｅｇｉｓｌｅｓｓｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ．Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏａｄｅｑｕａｔｅｌｙｄｅｓｃｒｉｂｅｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｐｒｏｃｅｓｓｏｆｐｏｗｅｒｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｉｎｔｅｒｎａｌｆａｕｌｔａｎｄｆｉｎｄｏｕｔｉｎｔｅｒｎａｌｆａｕｌｔｃａｕｓｅｓ，ａｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｗｉｔｈｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｍｅｔｈｏｄ，ｗｈｉｃｈｉｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｍｏｄｅｌｏｆｔｈｒｅｅ－ｐｈａｓｅｆｉｖｅ－ｌｅｇｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒａｎｄｃｏｎｓｉｄｅｒｓｅｄｄｙｅｆｆｅｃｔ，ｌｅａｋｆｌｕｘａｎｄｎｏｎ－ｌｉｎｅａｒｉｔｙ．Ｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘｌｉｎｋａｇｅｅｑｕａｔｉｏｎｓａｎｄｖｏｌｔａｇｅｅｑｕａｔｉｏｎａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔｓａｎｄｔｈｅｍａｇｎｅｔｉｃｃｏｎｄｕｃｔａｎｃｅｅｑｕａｔｉｏｎｉｓｌｉｓｔｅｄａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｔｈｅｒｅｌａｔｉｏｎｓａｍｏｎｇｍａｇｎｅｔｉｃｆｌｕｘ，ｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｍａｇｎｅｔｉｃｃｉｒｃｕｉｔ．Ｔｈｅｍｅｔｈｏｄｔｏｄｅｔｅｒｍｉｎｅｔｈｅｐａｒａｍｅｔｅｒｓｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｍｏｄｅｌｉｓｇｉｖｅｎ，ｗｈｉｃｈｉｓｃｌｏｓｅｌｙｒｅｌａｔｅｄｔｏｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒｓｔｒｕｃｔｕｒｅ．Ｔｈｅｍｏｄｅｌｉｓａｐｐｌｉｅｄｉｎｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｆａｕｌｔｗｉｔｈｌｏｎｇｒｅｃｏｖｅｒｉｎｇｔｉｍｅａｎｄｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｖｅｒｅｓｕｌｔｉｓｓａｍｅａｓｔｈａｔｏｆｖｉｒｔｕａｌｖａｌｕｅｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ．Ｔｈｅｔｒａｎｓｉｅｎｔｔｒｅｎｄｏｆｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｉｓｂａｓｉｃａｌｌｙｉｎａｃｃｏｒｄｗｉｔｈｔｈａｔｏｆｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔ，ｗｈｉｃｈｐｒｏｖｅｓｔｈｅｖａｌｉｄｉｔｙｏｆｐｒｏｐｏｓｅｄｍｏｄｅｌ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ；ｓｈｏｒｔ－ｃｉｒｃｕｉｔｆａｕｌｔ；ｔｒａｎｓｉｅｎｔｍｏｄｅｌ；ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ０引言单相接地故障是高压电网故障的主要形式，提高接地阻抗继电器的性能对于减少电网故障引起的损失，提高电网运行的安全、稳定性有着重要意义。

ｖ ｒ ｓｉｈ ｌ ｙ ｆ ｕ ｔｒ ｓｓａ ｅ ｅｙ ｌｇ ｔｙ ｂ ａ ｌ ｅ ｉｔｎｃ ．
Ｋｅ ｒ ｓ： ｏ ｒｌｎ ｓ；ｄ ｓａ ｃ ｒ ｔｃｉ ｎ；ｍｕ ｔ・ ｈ ｓ ｏ ｅ ａ ｅ ｉ ｅ ａ ｃ ｏ ｏ ｅ ｔ ｈ ｓ ・ ｙ ｗｏ ｄ Ｐ ｗｅ ｉ ｅ ｉｔｎ ｅ ｐ ｏ ｅ ｔ ｏ ｌｉｐ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｎｓ ｔ ｍｐ ｄ ｎ ｅ ｃ ｍｐ ｎ ｎ ；ｐ ａ ｅ ｔ ｏ・
两相接地故障 ， 可正确区分保护正方向区内故障情
况 与正方 向区外 故 障和 反 方 向故 障情 况 ， 种阻 抗 这
收 稿 日期 ：０ ７１ － ２ ０ —１０ ２
基金项目： 湖南省教 育厅科技项 目（６ １７ ０ ｃ１ ） 作者简介 ： 穆大庆（ ９４一） 男 ， １６ ， 硕士 ， 副教授 ， 主要从事电力 系统继电保 护及 自动控制技术研究
ｐ ａ ｅ ｕ ｓ ｍ ｍｅｒｃ ｌｆｕ ｔ ｈ ｓ ｎ ｙ ｔ ａ ａ ｌ ｉ
多相 补偿阻抗 元件 是 比较 三相补偿 电压 之间 的 相位关 系而构成 ， 用于相 间距离 保护时 ， 针对 两相及
元 件不存 在 动作死 区 ， 受过 渡 电阻的影 响较 小 ， 本 基 不 受 系统 过 负荷及 系统 振 荡 的 影 响 ， 而且 多 相 补偿 阻 抗元 件只需 一个元 件就 可反 映各种两 相及 两相 接 地 短路 ， 其构 成相对 简单可靠 ． 虽然 多相 补偿 阻
中图分类号 ：Ｍ ７１ Ｔ ７
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｕ ｔ・ ｈａ ｅ ｃ ｍ ｐ ｎｓ ｔ ｍ ｐ ｄ ｎ ｅ ｓ ａ ｃ ｎ ｍ ｌｉｐ ｓ ｏ ｅ ａｅｉ ｅ ａ ｃ ｃ ｍ ｐ ｎ ｎｔｏ ｒ ｔ ｃ ｉ ｎ ｒ ｌ ｙ ｎｇ ｏ ｏ ｅ ｆｐ ｏ ｅ ｔｏ ｅａ ｉ

基于Matlab零序功率方向继电器的虚拟仿真零序功率方向继电器是一种用于检测三相电网的零序电流方向的保护设备。

在电力系统中，出现了零序电流的方向性问题，将会引起严重的故障，对设备和系统造成损害。

因此，零序功率方向继电器的虚拟仿真对于电力系统的稳定和可靠运行具有重要意义。

为了能够进行基于Matlab的零序功率方向继电器仿真，首先需要建立电力系统的模型。

该模型包括了发电机、输电线路、变压器和负载等组成部分。

需要注意的是，为了进行零序功率方向继电器的仿真，电力系统的三相电流、零序电流的频率和相位关系都需要正确设置。

在Matlab中，可以使用Simulink工具箱来建立电力系统的仿真模型。

首先，在Simulink中创建一个新的模型，然后将所需的电力系统组件添加到模型中。

例如，可以使用电源块作为发电机，线路阻抗块作为输电线路，变压器块作为变压器，电阻块作为负载等。

然后，需要设置电力系统的参数，包括发电机的额定功率、输电线路的电阻和电抗、变压器的变比等。

这些参数可以通过对电力系统的实际测量得到，也可以通过理论公式进行计算。

接下来，需要为零序功率方向继电器建立相应的算法。

在Matlab中，可以通过编写脚本或函数来实现这些算法。

零序功率方向继电器的算法主要包括对零序电流的方向进行判断的逻辑和判断结果输出的逻辑。

一种常用的零序功率方向继电器算法是基于负序电流测量的。

负序电流是指与正序电流相位相差120度的电流分量。

在电力系统中，正常情况下，负序电流的方向应与正序电流的方向相同。

因此，可以通过比较负序电流与正序电流的方向来判断零序电流的方向。

在完成算法的编写后，需要将其与电力系统模型进行连接。

在Simulink中，可以使用信号线将零序电流从电力系统模型传递给零序功率方向继电器算法模块。

然后，将算法模块的输出与故障报警模块相连，以便在检测到零序电流方向错误时发出故障报警。

最后，可以通过设置不同的故障情况和电力系统参数来进行虚拟仿真。