线路距离保护I 段数字仿真实验
一． 仿真实验
1. 实验预习
电力系统线路距离保护的工作原理，接地距离保护与相间距离保护的区别，距离保护的整定。 2. 实验目的
仿真电力系统线路故障和距离保护动作。 3. 实验步骤
（1） 点击桌面PSCAD 快捷方式或开始菜单的PSCAD 命令进入仿真工作界面; （2） Load 拷给同学们的Relay Pro experiments\ dist_protection ； （3） 打开dist_protection; （4） 认识各个模块作用；
a. 双端电源系统
如下图：
图1
线路LINE1和LINE2是被保护线路，点击可看到LINE1线路长度是90km ， LINE2长度是10km ，被保护线路的总长度是100km 。断路器B1、B2的控制命令是B1、B2，为0时断路器是合上，为1时是断开。B1的左侧是测量表，可测三相电压和电流瞬时值、三相有功和无功、电压有效值和相位，如下图
图2
电压、电流命名如下
RLC
RLC
图3
b. 故障发生器
图4
点击’Timed Fault Logic ’, 可设置故障开始时间和故障持续时间；
将鼠标放在’Fault Type ’ Control
Fault Type 是Control
Panel 元件（右侧有）和
的滑动杆上可
设置故障类型。 c. B2断路器的控制
本仿真例子中未对B2设置保护控制，而是直接‘close ’（鼠标放到旋钮上，光标会变成手型，打到open 就是断开了），如下图，
Timed Fault Logic
图5
d. B1断路器的控制
对B1设置的保护如下图
图6
Vs 、Is 输入到电压、电流计算模块（将鼠标放在左一模块上，会自动显示模块名称：process_signals ），输出依次是各相电压模值VM 、各相电压相位VP 、各相电流模值IM 、各相电流相位IP 、电流各序分量模值IseqM 、电流各序分量相位IseqP 、电压各序分量模值VseqM 、电压各序分量相位VseqP 。
电压、电流计算模块的输出作为距离保护I 段（将鼠标放在左二模块上，会自动显示模块名称：dist_relay1）的输入，输出经或门再经自保持后是距离I 段的输出。
断路器B1是继电保护控制还是固定合闸由选择器（Selector ）控制：Ctrl 端是1（B1旋钮打到Closed ），选择器的刀打到A 端，B1=0; Ctrl 端是0（B1旋钮打到Relay ），选择器的刀打到B 端，B1等于继电保护程序的输出。
e. 电压、电流计算模块
双击电压、电流计算模块，有下图，
图7
从左向右依次是计算：
各相电压基波模值vam 、vbm 、vcm ，各相电压基波相位vap 、vbp 、vcp ；电压正序分量模值及相位vpm 与vpp ，负序分量模值及相位vnm 与vnp ，零序分量模值及相位vzm 与vzp ；
将vam 、vbm 、vcm 放到一个数组vm 中，将vap 、vbp 、vcp 放到一个数组vp 中；
V I M
P M
P M P M P
Vphase
Iphase
Vseq
Iseq
Vs Is
VM VP IM IP VseqM VseqP
IseqM
IseqP
M P
M P
M P
A
B
C
V I
Iseq
|A|/_A
|B|/_B |C|/_C
|P|/_P
|N|/_N
|Z|/_Z
A B C +-0
vam vbm vcm
vap
vbp
vcp
vpm
vnm
vzm
vpp
vnp
vzp
将vpm、vnm、vzm放到一个数组vseqm中，将vpp、vnp、vzp放到一个
数组vseqp中。
下面对电流的计算分析有类似过程。
f.双击距离I段计算模块
图8
将数字改为2就是第二项，依次类推；
是接地距离保护测量阻抗的计算元件，输入是A 相电压的模值和
相位、A 相电流的模值和相位、零序电流的模值和相位，所以算出来是A 相接地距离保护的测量电阻和测量电抗，命名为Ra 、Xa ； 相间距离保护阻抗计算元件类似分析；
是阻抗继电器，距离I 段是方向圆特性，该特性的半径和圆心坐标见内部
设置；
坐标（命名为Rcicle ）、纵坐标（命名为Xcicle ）随运行时间的变化，将两者的输出数据存储到Output channel ；
将阻抗测量元件的输出存储到Output channel 中；
VM IM I0M VP IP I0P
R X V a I a
+ kI
Ra Xa
R X
21
Ra Xa Rb
Xb Rc Xc
Rab Xab Rbc
Xbc Rca Xca
设置a相接地故障在I段范围内，点运行，测量阻抗在发生故障后切除故障前会掉进圆特性内。
（5）认识线路参数。被保护线路由LINE1和LINE2共同构成，计算线路参数时记得将两者相加。之所以分作两段，是便于设置故障点。改变故障点时，如
LINE1线路长度减小，LINE2则增加，使两者加起来的总长度不变。
将鼠标置于线路模型上面，点右键，有图9。选择Edit Properties 可读取线路
长度等参数。选择Edit Definition，可读取线路电阻、电抗等参数（点击运行
后，依据Properties中的参数和Definition界面的物理参数自动算出）。
图9
（6）如何画出整定阻抗圆和测量阻抗的运行轨迹；
a.如图10找到XY Plot元件
图10
b.如图11在Rcircle的Output Channel上点右键，选择Add as curve；
