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基于Matlab的计算机距离保护微分方程算法仿真与研究_论文

维普资讯 http://www.cqvip.com 第3 卷 第5 4 期  2 0 年 3 1日 06 月   继 电器   RELAY  V0 . 4 N .   13   o 5 Ma .1,20   r 06 1  3 基于 M tb的计算机距 离保护微分 方程算法仿真 与研 究  aa l 黄景光  董 兰兰  , ,吕艳 萍  (. 1三峡 大学, 湖北 宜 昌 4 30 ; 2 武汉 大学, 402 . 湖北 武汉 4 0 7 ) 30 2  摘要 :运用 M tb完成 电力 系统计算机距 离保护 的仿真 , 用 了两种基 于线路 模型 的解微 分方 程的 阻抗算  aa l 应 法, 分析 了 其应用于不同参数线路时的适应性 , 并通过分析在考虑存在干扰和误差时的阻抗计算结果, 对两种  算 法的稳定性进行 了研 究。还 对这 两种 算法的工程应用提 出 了有益的建议。   关键词 :距 离算 法; 仿真 ; 适应性 ; 稳定性  中图分类号 :T 7 3 M 7  文献标识码 :A   文章编号 :10 - 9 (0 6 0 -0 30   0 34 7 20 )50 1 - 8 4 言   距离保护诞生近一百年 了, 理论分析及长期的   运行经验都证明了距离保护具有很好的选择性和町   靠性 , 因此 , 距离保护往往被选作 电力系统中低压输  电线路主保护。在继 电保护 的计算机时代 , 人们可  以根据具体应用情况在众多距离保护方案和算法中   做 出选择 , 以求实现包括保护的选择性 、 速动性 、 灵敏  性、 可靠性和经济性等整体性能的最优。先确定距离  保护的阻抗算法 , 然后配 以适当的滤波器和其他信号  处理方法, 而整体方案必须经过严密的理论分析、 仿  真试验 、 试验和试运 行后 , 能确定下来 。 动模 才   距离保护的阻抗算法很多 , 有各种基于电压电   流计算的阻抗算法( 如傅里 N算法 、 - 卜 最小二乘算法 、   卡尔曼滤波算法等 ) 基 于阻抗元件动作特性采样  、 值算法 、 基于线路模型的解微分方程算法等几大类。   这 算法各有 自己的优点和适宜应用 的条件 , 分析  各 自的特点 、 研究其适』 性 , 、 对获得算法乃至整个保    护 良好的选择性 和可靠性等有很大帮助。本文就基  于线路模型的解微分方程算法进行仿真分析 , 并对  其适应性和稳定性展开研究。   釜   蛐 椭     图 1 输 电 线 路 的 R L模 型  — F g 1 R一 mo e  fa t n mis n l e i.   £ d l    r s s i  i   o a o n 当线路中某点发生短路故障时 , 保护安装处电  压的微分 方 程 为 :“=   +L 月   式中: 。 。   、 分别为故障点 到保 护安装处线路 的  L 序 电 阻 和 电感 。 采用 算 子D = , 时 刻£ 1 、 ,  存 ( )  t2 有 等式 : ()   f ( )=R i1 “1 l( )+LD ( )   1 1  【 ( )=R i2 “2 。( )+LD ( ) 。 I 2  写 成线 性方 程组 :   哟= 】    计算 中, 可采用采样值差分法求出导数 , 然后求  解 L 和 尺。   。   1 距离保护的解微分方程算 法    电力系统高压输电线路往往以距离保护作为其  主保护之一 , 计算机距离保护 的阻抗算法很多 , 解微  分方程算法直接求解输电线路模型的微分方程计算  短路阻抗 , 因此被广泛采用。根据输电线路的模型 ,   距离保护解微分方程算法通常又分为 R— 模 型算  L 法 和单 订模 型算 法 。   1 1 R— .  L模型解 微 分方 程算 法  对 微 分 方程 在 一 段 时 间里 进 行 积 分 , 就 是 采  也 用 积分 法解 微分 方程 。这 相 当于 对采 样信 号先 经 过  低 通滤 波器 后 , 进 行 求 解 , 以 , 分 法 有 一 定 的  再 所 积 抑制高频分量的能力 。   12 单  模 型解 微分 方 程算 法  . 当线 路 采用 了分 裂 导 线或 者 是 电缆 线路 时 , 其  分布电容不可 忽略 , 以采用 一个 耵型 网络 (   可 尺、   L、 ) 。 来近似等效输电线路 , c 见图 2  。 当线路中某点发生短路故 障时 , 保护安装处 电   压 的微 分方 程 为 :   当忽略线路的分布 电容时, 从故 障点到保 护安  维普资讯 http://www.cqvip.com 1  4 继 电 器  电流 以及零序电压 、 电流, 然后通过编程完成保护算  法和逻辑的仿真 。   后 + + +  1   2   3   在仿真模型中, 把线路参数设置为典型的架空单  导 线 线 路 r 0 15 k L=I2 2×1 ~H/ i, = .0 n/ m, .3 0 k   n ) 三   ll 垒  2 釉 黾 线 路 的 旱 1j 1I   "莫型 F g 2 1  d l fa t n miso  i e i .   Tmo e      a s s in l   o r n r   |. C=9 1 . 6×1 0一F k 所 以 , =0 3 7  ̄ k z= / m,   . 8 1/ m,   04 1 k b= .8×1 .0  m, 28 0~S k / m。如果在线 路 中距  l   l +L 所 以 , R ( c L d( “= i  —i)+ l     ~   c )   离首端 2 m处发生短路故障时 , 0k 线路短路阻抗理想  值为 Z 80  分别运用两种算法计算阻抗 ,   .2n, 可得  计算阻抗 的动态特性如图

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