电力系统继电保护及仿真说明书
电力系统继电保护仿真实验指导书(试用稿子)
实用文案电力系统继电保护实验指导书张艳肖编适用于12级电气工程及其自动化专业西安交通大学城市学院二○一五年三月目录第一部分 MATLAB基础.......................................... - 3 -1.1 MATLAB简介............................................. - 3 -1.2 MATLAB的基本界面...................................... - 3 -1.2.1 MATLAB的主窗口................................... - 3 -1.2.2 MATLAB的主窗口................................... - 3 -1.3 SIMULINK仿真工具简介.................................. - 4 -1.3.1SIMULINK的启动.................................... - 4 -1.3.2SIMULINK的库浏览器说明............................ - 5 - 第二部分仿真实验内容....................................... - 6 - 实验一电力系统故障........................................ - 6 - 实验二电流速断保护........................................ - 9 - 实验三三段式电流保护..................................... - 13 - 实验四线路自动重合闸电流保护............................. - 17 -第一部分 MATLAB基础1.1 MATLAB简介MATLAB是一种适用于工程应用各领域分析设计与复杂计算的科学计算软件，由美国Mathworks公司于1984年正式推出，1988年推出3.X(DOS)版本，1992年推出4.X(Windows)版本；1997年推出5.1(Windows)版本，2000年下半年，Mathworks公司推出了MATLAB6.0版本。
继电保护整定软件说明书（电厂版）
继电保护整定软件说明书（电厂版）第一篇：继电保护整定软件说明书(电厂版)继电保护故障分析整定管理及仿真系统软件使用说明书（电厂版）中恒博瑞关于说明书的使用：1、本说明书为我公司软件产品“继电保护故障分析整定管理及仿真系统(电厂版)”说明书，适用于电厂版本的用户。
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3、本说明书的解释权属北京中恒博瑞数字电力科技有限公司。
继电保护故障分析整定管理及仿真系统软件使用说明书（电厂版）中恒博瑞3.2颜色配置..............................................16 3.3精度设置..............................................17 3.4系统设置. (18)3.4.1设置系统参数.....................................19 3.4.2设置平均电压.....................................19 3.4.3阻抗形式.. (19)第四章图形建模 (20)4.1 建立工程及绘制图形 (20)4.1.1工程管理.........................................20 4.1.2进入绘图状态.....................................20 4.1.3使用绘图工具. (20)4.2 元件的编辑............................................23 4.3 元件参数的输入、修改..................................25 4.4配置保护装置. (36)第五章故障计算 (37)5.1 进入故障计算状态及运行方式的选择 (37)5.1.1进入故障计算状态.................................37 5.1.2选择运行方式.....................................37 5.2 查看节点编号及母线等值阻抗. (39)5.2.1查看节点编号.....................................39 5.2.2查看母线等值阻抗.................................39 5.3 设置故障..............................................40 5.4 查看全部及单个量.. (42)5.4.1查看全部量.......................................42 5.4.2查看单个量.......................................43 5.4.3查看整个电网电流分布.............................44 5.5 多点等值..............................................45 第六章整定计算.. (49)6.1进入整定计算状态 (49)继电保护故障分析整定管理及仿真系统软件使用说明书（电厂版）中恒博瑞4、使用技巧 (95)5、技术支持 (95)继电保护故障分析整定管理及仿真系统软件使用说明书（电厂版）中恒博瑞网保护专业负责，所以对发电厂继电保护专业的故障计算分析、整定计算及管理工作重视程度不够，导致厂网分开以后，发电厂继电保护专业成为一个薄弱环节，暴露问题较多，表现为：1.2.3.4.手工计算，诸如元件等值计算、故障计算、定值整定计算等计算结果不精确，耗时长。
电力系统仿真实验指导书(华北电力大学2014)
电力系统继电保护(详细版)
1. 电力系统的三种状态：正常运行，不正常运行和故障运行。
2. 继电保护的任务和作用：①当电力系统发生故障时，自动，迅速、有选择的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，保证其他无故障元件迅速恢复正常运行。
②反应电气元件的不正常运行状态，并根据不正常运行情况的类型和电气元件的维护条件，发出信号，由运行人员进行处理或自动进行调整。
反应不正常运行状态的继电保护装置允许带有一定个延时动作。
③继电保护装置还可以和电力系统中其他自动装置配合，在条件允许时，采取预定措施，缩短事故停电时间尽快恢复供电，从而提高电力系统运行的可靠性。
3. 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，即可靠性、选择性、速动性和灵敏性。
4. 继电保护装置一般由测量比较元件，逻辑判断元件和输出元件三部分组成。
测量比较元件测量通过被保护的电气元件的物理参量，并与给定的值进行比较，根据比较的结果，给出是非或0或1性质的一组逻辑信号，从而判断保护装置是否应该启动。
逻辑判断元件根据测量比较元件输出逻辑信号的性质、先后顺序、持续时间等，是保护装置按一定的逻辑关系判定故障的类型和范围，最后确定是否应该是断路器跳闸、发出信号或不动作，并将对应的指令传给执行输出部分。
执行输出元件根据逻辑判断部分传来的指令，发出跳开断路器的跳闸脉冲即相应的动作信息，发出警报或不动作。
5. 电流保护的接线方式有三种：①两相一继电器的两相电流差接线②三相三继电器的完全星形接线③；两相两继电器的不完全星形接线。
6. 90°接线方式是指在三相对称的情况下，当cos ψ=1时，加入继电器的电流如ÌA 和电压ÚA 相位相差90°。
7. 90°接线方式的主要优点是：第一，对各种两相短路都没有死区，因为继电器加入的是非故障的相见电压，其值很高；第二，适当地选择继电器的内角α后，对线路上发生的各种故障，都能保证动作的方向性。
电力系统继电保护实验指导书
电力系统继电保护实验指导书机电工程学院电气工程教研室实验一 电磁型电压电流继电器特性实验1．实验目的1）了解继电器基本分类方法及其结构。
2）熟悉几种常用继电器，如电流继电器、电压继电器、时间继电器、中间继电器、信号继电器等的构成原理。
3）学会调整、测量电磁型继电器的动作值、返回值和计算返回系数。
4）测量继电器的基本特性。
2．实验内容1）电流继电器特性实验电流继电器动作、返回电流值测试实验。
实验电路原理图如图1所示：图1 电流继电器动作电流值测试实验原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的动作值整定为1A ，使调压器输出指示为0V ，滑线电阻的滑动触头放在中间位置。
（2）查线路无误后，先合上三相电源开关（对应指示灯亮），再合上单相电源开关和直流电源开关。
（3）慢慢调节调压器使电流表读数缓慢升高，记下继电器刚动作（动作信号灯XD1亮）时的最小电流值，即为动作值。
（4）继电器动作后，再调节调压器使电流值平滑下降，记下继电器返回时（指示灯XD1灭）的最大电流值，即为返回值。
（5）重复步骤（2）至（4），测三组数据。
（6）实验完成后，使调压器输出为0V ，断开所有电源开关。
（7）分别计算动作值和返回值的平均值即为电流继电器的动作电流值和返回电流值。
-（8）计算整定值的误差、变差及返回系数。
误差＝［动作最小值－整定值 ]／整定值变差＝［动作最大值－动作最小值］／动作平均值 100%返回系数＝返回平均值／动作平均值表1 电流继电器动作值、返回值测试实验数据记录表2）电流继电器动作时间测试实验电流继电器动作时间测试实验原理图如图2所示：图2 电流继电器动作时间测试实验电路原理图实验步骤如下：（1）按图接线，将电流继电器的常开触点接在多功能表的“输出2”和“公共线”，将开关BK的一条支路接在多功能表的“输入1”和“公共线”，使调压器输出为0V，将电流继电器动作值整定为1.2A，滑线电阻的滑动触头置于其中间位置。
电力系统继电保护教材
电力系统继电保护教材1. 简介继电保护是电力系统中保护设备的一种重要方式，它通过对电力系统的监测、检测和控制来保护电力设备的安全运行。
本教材将介绍电力系统继电保护的基本概念、原理和常见的保护装置。
2. 电力系统继电保护的基本原理电力系统继电保护的基本原理是通过监测电力系统中的参数变化，如电流、电压、频率等，来判断电力设备是否处于故障状态，并采取相应的措施保护电力设备。
本章将介绍电力系统继电保护的基本工作原理和保护装置的分类。
2.1 电力系统继电保护的基本工作原理电力系统继电保护的基本工作原理是根据电力设备在正常工作状态和故障状态下的参数差异来判断设备是否处于故障状态。
通过对电流、电压、频率等参数进行监测和检测，可以及时发现电力设备的异常情况，并采取相应的保护措施，保证电力设备的安全运行。
2.2 保护装置的分类根据保护装置的功能和工作原理的不同，可以将保护装置分为不同的类型。
常见的保护装置有过电流保护装置、距离保护装置、差动保护装置、过压保护装置等。
本节将对这些保护装置的原理和应用进行介绍。
3. 电力系统继电保护的主要问题和解决方法电力系统继电保护在实际应用过程中可能会遇到一些常见的问题，如误动、误保护、误动等。
本章将介绍这些问题的原因和解决方法，以及如何进行保护装置的测试和维护。
3.1 误动的原因和解决方法误动是指保护装置在正常工作状态下误动的情况。
误动可能会导致电力系统的不稳定运行，甚至引发整个电力系统的故障。
本节将介绍误动的原因和解决方法，以及如何通过调整保护装置的参数来避免误动的发生。
3.2 误保护的原因和解决方法误保护是指保护装置在故障状态下未能正常工作的情况。
误保护可能会导致电力设备受到进一步的损害，甚至引发整个电力系统的崩溃。
本节将介绍误保护的原因和解决方法，以及如何通过调整保护装置的参数来避免误保护的发生。
3.3 保护装置的测试和维护保护装置的测试和维护是保证电力系统继电保护正常工作的关键。
电力系统继电保护实验指导书
实验一电磁型电流继电器实验一．实验目的1．熟悉DL型电流继电器的内部结构、工作原理、基本特性。
2.测量电流继电器的动作值及返回值，计算返回系数。
掌握测试、调整这些参数的基本方法。
3.了解继电器常开接点和常闭接点的区别，观察接点工作可靠性。
二．原理说明DL-20C系列电流继电器为电磁式继电器。
由电磁系统、整定装置、接触点系统组成。
当线圈导通时，衔铁克服游丝的反作用力矩而动作，使动合触点闭合。
转动刻度盘上的指针，可改变游丝的力矩，从而改变继电器的动作值。
改变线圈的串联或并联，可获得不同的额定值。
DL-20C系列电流继电器铭牌刻度值，为线圈并联时的额定值。
继电器用于反映发电机，变压器及输电线短路和过负荷的继电保护装置中。
三．实验设备序号设备名称使用仪器名称数量1 控制屏 12 EPL-20A 变压器及单相可调电源 13 EPL-04 继电器—DL-21C电流继电器 14 EPL-11 交流电压表 15 EPL-11 交流电流表 16 EPL-11 直流电源及母线 17 EPL-12B 光示牌 1四．实验内容及步骤1.机械部分检查、转轴活动部分检查、舌片与电磁铁间隙的检查、弹簧的检查与调整、触点的检查与调整轴承与轴尖的检查。
2. 整定点的动作值、返回值及返回系数测试实验接线图1-2为过流继电器的实验接线。
（1）电流继电器的动作电流和返回电流测试：a .选择EPL-04组件的DL-21C过流继电器（额定电流为6A），确定动作值并进行整定。
本实验整定值为2.7A及5.4A两种工作状态。
注意：本继电器在出厂时已把转动刻度盘上的指针调整到2.7A，学生也可以拆下玻璃罩子自行调整电流整定值。
b .根据整定值要求对继电器线圈确定接线方式； 注意：（1）过流继电器线圈可采用串联或并联接法，如右图所示。
其中串联接法电流动作值可由转动刻度盘上的指针所对应的电流值读出，并联接法电流动作值则为串联接法的2倍。
（2）串并联接线时需注意线圈的极性，应按照要求接线，否则得不到预期的动作电流值。
电力系统运行与保护实验指导书 仿真部分
电力系统运行与保护实验指导书仿真部分电力系统运行与保护实验指导书-仿真部分电力系统运行与保护课程设计实验指导书电力系统运转与维护课程设计实验指导书仿真部分电气与自动化工程学院新能源利用与电气控制实验教学示范中心电力系统运行与保护课程设计实验指导书目录第一章仿真软件的初步认识............................................................................ ..........2第二章电力系统潮流分析入门............................................................................ ....11第三章5母线电力系统分析............................................................................ .........21第四章三区域电力系统传输线无过载运行............................................................23第五章faultanalysis................................................................. ................................24第六章电力系统运行与设计............................................................................ .. (28)1电力系统运行与保护课程设计实验指导书第一章仿真软件的初步重新认识一、实验目的掌控电力系统的结构共同组成，介绍电力系统的主要参数，熟识powerworld电力系统仿真软件（缩写pws）的基本操作，在此基础上用pws创建一个直观的电力系统模型。
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青岛理工大学琴岛学院课程设计说明书课题名称：电力系统继电保护及仿真系部：机电工程系专业班级：学号：学生：指导老师：青岛理工大学琴岛学院教务处2017年11月20日目录1引言 (1)1.1故障概述 (1)1.2故障类型 (1)2电力系统模型 (2)3电力系统仿真模型的建立与分析 (3)3.1电力系统仿真模型 (3)3.2仿真参数设置 (4)3.3仿真结果分析 (4)结论 (12)致谢 (13)参考文献 (14)1 引言1.1故障概述短路是电力系统的严重故障。
所谓短路，是指一切不正常的相与相之间或相与地（对于中性点接地的系统）发生系统通路的情况。
电力系统在运行中，相与相之间或相与地（或中性线）之间发生非正常连接（即短路）时流过的电流。
其值可远远大于额定电流，并取决于短路点距电源的电气距离。
例如，在发电机端发生短路时，流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10～15倍。
大容量电力系统中，短路电流可达数万安。
这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。
供电网络中发生短路时,很大的短路电流会使电器设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使网络内的电压大大降低,因而破坏了网络内用电设备的正常工作.为了消除或减轻短路的后果,就需要计算短路电流,以正确地选择电器设备、设计继电保护和选用限制短路电流的元件。
1.2故障类型三相系统中发生的短路有 4 种基本类型：三相短路，两相短路，单相对地短路和两相对地短路。
其中，除三相短路时，三相回路依旧对称，因而又称对称短路外，其余三类均属不对称短路。
在中性点接地的电力网络中，以一相对地的短路故障最多，约占全部故障的90％。
在中性点非直接接地的电力网络中，短路故障主要是各种相间短路。
为了保证电力系统运行的功能和质量，在设计、分析和研究时必须保证系统的静态和动态特性。
现代电力系统是一个超高压、大容量和跨区域的巨大的联合系统，电力系统事故具有突发性强、维持时间短、复杂程度高、破坏力大的特点，因而使得事后对故障原因分析、查找变得尤其困难。
由于在实际系统上进行试验和研究比较困难，因此借助各种电力系统动态仿真软件电力系统的设计和研究已成为有效途径之一。
Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块来完成。
PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。
PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。
通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。
PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink 程序之间连接作用。
PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。
2 电力系统模型电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图图2-1电力网示意图3 电力系统仿真模型的建立与分析电力系统仿真主要是对短路类型中的三相短路、两相短路和单相接地短路的电流、机端电压波形进行分析。
利用Matlab软件中的电力系统模块库(PSB)，建立了模型，它对电力系统设备的设计和选用有一定的参考价值。
同时电压电流波形可以直观的了解，便于建立系统的观念。
3.1电力系统仿真模型题目要求：发电机G：50MW、13.8kV，保持恒定，Y连接；变压器T-1：13.8/220kv；线路L：100km，负荷LD：5MV A 。
图3-1发电机电路系统仿真模型如下：图3-2系统仿真模型3.2仿真参数设置各元件参数设置如下：3.2.1发电机参数设置发电机额定容量为50MV A,额定电压为13.8KV，额定频率为60Hz，Yg连接，其它采用默认值。
3.2.2三相变压器参数设置额定频率为60Hz，一次侧电压13.8KV，二次侧电压220KV。
其他采用默认值。
3.2.3三相输电线参数设置线路长100Km。
3.2.4负荷参数设置额定容量为50MV A。
3.2.4故障模块参数设置短路故障是用三相故障元件来模拟的，故障时间段可通过Transition Times来设置，设置为0.01～0.05秒。
其余的短路故障模型可以通过修改三相故障模块的参数设置来实现。
3.3仿真结果分析3.3.1正常运行分析图3-3正常运行时发电机输出端电压波形图3-4故障时发电机输出端电压波形分析：电力系统未发生短路故障时，发电机端的电压和电流均成正弦变化，三相交流电源的三相电压和电流之间相位不同，而幅值的大小是相同的。
3.3.2单相接地短路故障分析将三相电路短路故障发生器中的“故障相选择”选择A 相故障,并选择故障相接地选项,故障时间为0.01～0.05秒;在万用表元件中选择A 相、B 相和C 相电流作为测量电气量, 激活仿真按钮。
（以A相接地短路为例）图3-5 A相接地短路故障点三相电流图3-6 A相接地短路故障点三相电压分析：当A相发生接地短路时故障点A相电压降为零，、、非故障相即BC两相电压上升为线电压，其夹角为60°。
故障切除后各相电压水平较原来升高，这是中性点电位升高导致的。
图3-7 A故障点各相电压分析: 当输电线路发生A 相接地短路时,B 相、C 相电压没有变化。
在正常状态时，三相短路故障发生器处于断开状态,A相电压也不变,不为0. 在0. 01s 时,三相短路故障发生器闭合,此时A 相接地短路,其短路电压波形发生了剧烈的变化,电压降为0.在0. 05s 时,三相短路故障发生器打开,故障排除,此时故障点A 相电压迅速恢复。
图3-8故障点各相电流分析：当输电线路发生A 相接地短路时,B 相、C 相电流没有变化,始终为0。
在正常状态时，三相短路故障发生器处于断开状态,A相电流为0. 在0. 01s 时,三相短路故障发生器闭合,此时A 相接地短路,其短路电流波形发生了剧烈的变化,但大体上仍呈正弦规律变化.在0. 05s时,三相短路故障发生器打开,故障排除,此时故障点A 相电流迅速变为0。
图3-9发生单相接地短路故障时发电机端电压波形图3-10发生单相接地短路故障时发电机端电流波形分析:当0.01秒时发生单相接地短路,发电机端故障相电压下降,而两个非故障相电压未发生变化,发电机段故障相电流未发生变化,而两个故障相电流开始变化,振幅增大.0.05秒时,故障解除,发生变化的电压和电流迅速恢复到原来的幅值.3.3.3两相短路故障分析将三相电路短路故障发生器中的“故障相选择”选择A 相和B相故障,并选择故障相接地选项,故障时间为0.01～0.05秒;在万用表元件中选择A 相、B 相和C 相电流作为测量电气量, 激活仿真按钮。
即发生A相和B相两相短路故障。
（以AB两相短路为例）图3-11 AB两相短路故障点三相电流图3-12 两相短路故障点三相电压分析：在A、B两相发生短路故障时，非故障相C相电压波形幅值增大。
A相和B相电压降为0V。
C相未发生故障,其短路电流为零.两相短路时,短路故障点电流中没有零序分量,而正序分量与负序分量大小相等但方向相反.图3-13故障点各相电压分析:(选故障点A相观察)在稳态时，故障点A相电压由于三相电路短路故障发生器处于断开状态，因而电压为正弦变化。
在0.01s时，三相电路短路故障发生器闭合，此时电路发生A、B两相短路，故障点A相电压发生变化，突变为0V。
在0.05s时，三相电路短路故障发生器断开，相当于排除故障。
此时故障点A相电压波动恢复正弦波形。
故障点B相与A相近似.(选故障点C相观察)故障点C相: 在稳态时，故障点C相电压由于三相电路短路故障发生器处于断开状态，因而电压为正弦变化幅值约为5000V。
在0.01s时，三相电路短路故障发生器闭合，此时电路发生A、B两相短路，C相电压发生变化，突变为6000V。
由图形可以得出以下结论：由于C相为非故障相，其电压波形仅在两相短路期间波的幅值变大，但是波形不变。
图3-14故障点各相电流分析：（选取故障点A相观察）在稳态时，故障点A相电流由于三相电路短路故障发生器处于断开状态，因而电流幅值为0A。
在0.01s时，三相电路短路故障发生器闭合，此时电路发生A、B两相短路，故障点A相电流发生变化，由于闭合时有初始输入量和初始状态量，因而波形下移，呈正弦波形变化。
在0.05s时，三相电路短路故障发生器断开，相当于排除了故障。
此时故障点A相电流迅速上升为0A。
(选取故障点B相观察)：在稳态时，故障点B相电流由于三相电路短路故障发生器处于断开状态，因而电流为0A。
在0.01s时，三相电路短路故障发生器闭合，此时电路发生A、B两相短路，故障点B相电流幅值发生变化，由于闭合时有初始输入量和初始状态量，因而波形上移，呈正弦波形变化。
在0.05s时，三相电路短路故障发生器断开，相当于排除故障。
此时故障点B相电流迅速下降为0A。
(选取故障点C相观察): 在A、B 发生两相短路时，故障点C相电流没有变化，始终为0A。
同时也符合理论计算如式2-14可知fbI&。
图3-15发生两相短路故障时发电机端电压图3-16发生两相短路故障时发电机端电流分析:当0.01秒时发生两相短路,发电机端故障点两相电压幅值下降,而非故障相电压幅值增大一点,但并不多,发电机段故障点两相电流幅值增大,而非故障相电流幅值变化更大.0.05秒时,故障解除,发生变化的电压和电流迅速恢复到原来的幅值。
在所给的电力系统中K处选取了不同的故障类型(三相短路、单相接地短路、两相短路、两相接地短路)进行仿真，比较仿真结果，结果表明运用Matlab对电力系统故障进行分析与仿真，能够准确直观地考察电力系统故障的动态特性，验证了Matlab在电力系统仿真中的强大功能。
在本次设计过程中我学习到了很多只有通过实践才能掌握到的知识。
在巩固了课本知识、学习到了更多专业知识的同时动脑动手创造出了一些属于自己的东西。
但本次设计中仍存在很多问题。
比如有很多知识我不能及时想到。
在最初无法独立的思考出设计过程。
通过老师的指引和查阅资料我才渐渐地找到设计要领以及设计的步骤。
且本次设计并不够熟练。
对于惜福镇实际情况的考察不够详细。
通过本次设计的锻炼以后。
我相信我会在以后的学习工作生涯中努力做到更好。
本次设计中，电气专业的魅力深刻的吸引了我，我于失败中求发展，于发展中求改进，最终取得了设计的成功。
做完了此次的设计。
本次设计在我人生中的影响深刻，它告诉我知识是无限的，它告诉我生活中的点点滴滴都是与知识有着密不可分的联系的，学无止境。
感谢老师和同学的帮助，通过本次课程设计的实训,我对电力系统故障以及Matlab 软件有了更深的认识。