微机保护实验报告34文档格式.docx
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2.通过编写滤波程序、阻抗计算程序以及距离保护动作判据程序,了解微机保护工作原理。
3.定性分析各种算法的优缺点。
二、实验内容
1、用“load”函数导入I_DATA_3.txt短路电流数据和U_DATA_3.txt短路电压数据,对其进行滤波处理,要求滤除直流分量和二次谐波分量。
注意观察数据的特征,数据第一列为时间,第二列为A相值,第三列为B相值,第三列为C相值。
观察滤波前后的波形。
2、编写微机保护算法程序,包括短路阻抗算法和动作判据算法(判据为相间距离保护判据),阻抗继电器的动作特性采用方向圆特性。
并利用该程序对步骤1处理后的数据进行计算,观察保护的动作情况。
距离保护的整定值为:
Zset=1.08+j24.92
。
三、实验模型及程序
1、绘制滤波前后的电流、电压波形,并进行对比分析;
电流波形滤波前,短路瞬间电流幅值变大,到短路后的稳态呈曲线变化;
经过滤波后,短路后的稳态比较平稳。
电压波形滤波前,短路瞬间电压幅值急剧变小;
经过滤波后,短路后的稳态比较平稳,且短路后电压波形变化没有电流波形变化大。
2、设计编写保护算法程序,绘制阻抗幅值变化的波形,并分析保护的动作情况。
由阻抗幅值变化的波形和保护的动作情况可知:
左图的B相的阻抗值太低,所以致使B相动作有明显的变化。
附MATLAB程序如下:
%实验3程序
clc;
clear;
%电压电流数据导入
a=load('
H:
\Tobecompleted\微机保护\jibao3_4\U_DATA_3.txt'
);
%导入电压量
b=load('
\Tobecompleted\微机保护\jibao3_4\I_DATA_3.txt'
%导入电流量
t=a(:
1)'
;
UA=a(:
2)'
UB=a(:
3)'
UC=a(:
4)'
IA=b(:
IB=b(:
IC=b(:
Ts=t(1,2)-t(1,1);
N=0.02/Ts;
m=size(t);
%滤波处理
%%电流滤波
IIA=zeros(1,m
(2));
IIB=zeros(1,m
(2));
IIC=zeros(1,m
(2));
forjj=101:
m
(2);
IIA(jj)=(IA(jj)-IA(jj-100))/2;
IIB(jj)=(IB(jj)-IB(jj-100))/2;
IIC(jj)=(IC(jj)-IC(jj-100))/2;
end
subplot(3,1,1);
plot(t,IIA,'
r'
)
title('
电流滤波'
subplot(3,1,2);
plot(t,IIB,'
g'
subplot(3,1,3);
plot(t,IIC,'
b'
figure
subplot(3,1,1);
plot(t,IA)
title('
电流波形'
subplot(3,1,2);
plot(t,IB)
subplot(3,1,3);
plot(t,IC)
%%电压滤波
UUA=zeros(1,m
(2));
UUB=zeros(1,m
(2));
UUC=zeros(1,m
(2));
UUA(jj)=(UA(jj)-UA(jj-100))/2;
UUB(jj)=(UB(jj)-UB(jj-100))/2;
UUC(jj)=(UC(jj)-UC(jj-100))/2;
figure
plot(t,UUA,'
电压滤波'
plot(t,UUB,'
plot(t,UUC,'
%利用两点乘积算法计算
%电压
USA=zeros(1,m
(2));
USB=zeros(1,m
(2));
USC=zeros(1,m
(2));
forjj=N/4+1:
m
(2)
USA(jj)=sqrt((UUA(jj)*UUA(jj)+UUA(jj-N/4)*UUA(jj-N/4))/2);
USB(jj)=sqrt((UUB(jj)*UUB(jj)+UUB(jj-N/4)*UUB(jj-N/4))/2);
USC(jj)=sqrt((UUC(jj)*UUC(jj)+UUC(jj-N/4)*UUC(jj-N/4))/2);
%%电流
ISA(jj)=sqrt((IIA(jj)*IIA(jj)+IIA(jj-N/4)*IIA(jj-N/4))/2);
ISB(jj)=sqrt((IIB(jj)*IIB(jj)+IIB(jj-N/4)*IIB(jj-N/4))/2);
ISC(jj)=sqrt((IIC(jj)*IIC(jj)+IIC(jj-N/4)*IIC(jj-N/4))/2);
%定义测量电压和测量电流
Um=UUA-UUB;
Im=IIA-IIB;
Um1=UUB-UUC;
Im1=IIB-IIC;
Um2=UUC-UUA;
Im2=IIC-IIA;
%%电阻、电抗、相角差
R(jj)=(Um(jj)*Im(jj)+Um(jj-N/4)*Im(jj-N/4))/(Im(jj)*Im(jj)+Im(jj-N/4)*Im(jj-N/4));
X(jj)=(Um(jj-N/4)*Im(jj)-Um(jj)*Im(jj-N/4))/(Im(jj)*Im(jj)+Im(jj-N/4)*Im(jj-N/4));
O(jj)=180/pi*atan((Um(jj-N/4)*Im(jj)-Um(jj)*Im(jj-N/4))/(Um(jj)*Im(jj)+Um(jj-N/4)*Im(jj-N/4)));
%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%%
R1(jj)=(Um1(jj)*Im1(jj)+Um1(jj-N/4)*Im1(jj-N/4))/(Im1(jj)*Im1(jj)+Im1(jj-N/4)*Im1(jj-N/4));
X1(jj)=(Um1(jj-N/4)*Im1(jj)-Um1(jj)*Im1(jj-N/4))/(Im1(jj)*Im1(jj)+Im1(jj-N/4)*Im1(jj-N/4));
O1(jj)=180/pi*atan((Um1(jj-N/4)*Im1(jj)-Um1(jj)*Im1(jj-N/4))/(Um1(jj)*Im1(jj)+Um1(jj-N/4)*Im1(jj-N/4)));
R2(jj)=(Um2(jj)*Im2(jj)+Um2(jj-N/4)*Im2(jj-N/4))/(Im2(jj)*Im2(jj)+Im2(jj-N/4)*Im2(jj-N/4));
X2(jj)=(Um2(jj-N/4)*Im2(jj)-Um2(jj)*Im2(jj-N/4))/(Im2(jj)*Im2(jj)+Im2(jj-N/4)*Im2(jj-N/4));
O2(jj)=180/pi*atan((Um2(jj-N/4)*Im2(jj)-Um2(jj)*Im2(jj-N/4))/(Um2(jj)*Im2(jj)+Um2(jj-N/4)*Im2(jj-N/4)));
%******动作判据*******%
Zset=1.0821+i*24.9205;
Zm=R+i.*X;
Zm1=R1+i.*X1;
Zm2=R2+i.*X2;
flag=zeros(1,m
(2));
flag1=zeros(1,m
(2));
flag2=zeros(1,m
(2));
forjj=1:
ifabs(Zm(jj)-0.5*Zset)<
=0.5*abs(Zset)
flag(jj)=1;
ifabs(Zm1(jj)-0.5*Zset)<
flag1(jj)=1;
ifabs(Zm2(jj)-0.5*Zset)<
flag2(jj)=1;
subplot(221)
plot(t,flag)
动作判据'
subplot(222)
plot(t,flag1)
subplot(223)
plot(t,flag2)
4、实验结果分析
微机距离保护与线路参数和线路短路长度密切相关,微机距离保护算法中,给出线路参数及短路线路长度后,计算其短路阻抗根据整定原则确定其整定值。
实验中0.5秒时发生短路,得到的短路阻抗如图所示,修改整定值后,断路器均收到跳闸信号。
5、心得体会
了解了微型机保护系统的硬件的组成部分。
以及组成原理图。
微机保护软件的逻辑功能在电力系统中的实际应用。
学习了电力系统中微机型电流、电压保护时间、电流、电压整定值的调整方法。
微机距离保护算法
(2)
2016.6.13
1.熟练掌握matlab/simulink的使用方法;
2.通过matlab/simulink输电网络模型与上次实验所编写的继电保护算法程序联合仿真,熟悉继电保护仿真研究的基本方法。
1、根据模型参数,计算两段距离保护整定值(距离I段和距离II段)。
2、利用powergui模块分析短路电流、电压中的谐波分量,并根据分析的结果修改实用一中编写的滤波程序。
根据仿真数据的特征,对保护算法程序进行修改,要求程序中有距离I段和II段,距离继电器采用方向圆特性。
3、线路不同的位置(10%处,50%处,%70处)作短路,观察保护的跳闸情况。
1.根据模型参数,计算两段距离保护整定值(距离I段和距离II段)。
电路模型:
计算两段(M和N端)距离保护整定值:
2.利用powergui模块分析短路电流、电压中的谐波分量,并根据分析的结果修改实用一中编写的滤波程序。
根据仿真数据的特征,对保护算法程序进行修改,要求程序中有距离I段和II段,距离继电器采用方向圆特性.
MATLAB程序如下:
%实验4程序
t=IMabc.time'
UA=VMabc.signals.values(:
UB=VMabc.signals.values(:
UC=VMabc.signals.values(:
IA=IMabc.signals.values(:
IB=IMabc.signals.values(:
IC=IMabc.signals.values(:
程序运行结果:
3.路不同的位置(10%处,50%处,70%处)作短路,观察保护的跳闸情况分别如下图所示:
实验结果分析:
在0.5秒时,线路30km处发生短路,短路后电压、电流波形如图所示。
电压减小,电流迅速增加。
根据整定原则确定整定阻抗值。
多次改变线路中短路位置。
可观察跳闸信号图,发现可发出跳闸信号,说明在100km内整定值有效。
四、心得体会
在实验过程中学会利用simlink搭建短路仿真模型,并将短路电流,电压数据导入保护算法。
这尤其注意的是整定阻抗值的计算和程序的整定。
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