基于MATLAB的微机保护算法仿真

本科毕业设计(论文) 题目：基于MATLAB的微机保护算法仿真

学生姓名：

学号：********

专业班级：电气工程及其自动化1班

指导教师：

基于MATLAB的微机保护算法仿真

摘要

基于MATLAB软件，运用Simulink工具完成一种继电保护微机保护数据采集和处理系统。主要基于两点法、突变量算法、对称分量选相法等传统的微机保护算法，搭建MATLAB的仿真模型，根据采集的输入电气量的采样数据进行分析、运算和判断，以实现相应的继电保护功能。本文对MATLAB软件如何应用于微机保护做了详细说明，并运用MATLAB的动态仿真工具对电力系统中的故障以及微机保护的算法进行了仿真分析，说明了MATLAB在微机继电保护中应用的可行性。同时本文对工程中常用微机保护算法进行了原理层面的分析，并运用模型对各种算法的性能进行了仿真和研究，有很重要的现实意义。

关键词：MATLAB；微机保护；算法；采样数据

Microcomputer protection algorithm based on

MATLAB simulation

Abstract

Based on MATLAB software, using Simulink tools perform one computer protection relay data acquisition and processing systems. Mainly based on two-point method, the amount of mutation algorithms, symmetric phase selector and other traditional computer protection algorithms to build MATLAB simulation model, based on the amount of collected samples of the input electrical data analysis, calculation and judgment, in order to achieve the corresponding relay protection. In this paper, MATLAB software how to apply a detailed description of computer protection, and the use of MATLAB dynamic simulation tool for power system failures and computer protection algorithms for the simulation analysis, illustrates the application of MATLAB in the feasibility of relay protection . This paper also commonly used in engineering computer protection algorithms theory level of analysis, and the use of models for the performance of various algorithms and simulation studies, there is a very important practical significance.

Keywords：MATLAB；Microcomputer Protection；Algorithm; Sampling Data

目录

第1章引言 (1)

第2章微机保护的基本理论知识 (4)

2.1 微机保护系统简介 (4)

2.2 微机保护的算法 (6)

2.2.1 两点乘积法 (7)

2.2.3 对称分量选相法 (9)

第3章设计的主体内容 (14)

3.1 典型电力系统设计 (14)

3.1.1 输电线路型号及长度选择 (14)

3.1.2 电源和变压器型号选择 (15)

3.1.3 变压器具体参数计算 (15)

3.2 微机保护部分设计 (17)

3.2.1 两点法作为保护算法 (18)

3.2.2 突作量电流算法作为保护算法 (20)

3.2.3 对称分量选相法作为保护算法 (20)

第4章结果分析与讨论 (22)

致谢 (26)

参考文献 (27)

第1章引言

微机保护是用微型计算机构成的继电保护，是电力系统继电保护的发展方向，它具有高可靠性，高选择性，高灵敏度，微机保护装置硬件包括微处理器(单片机)为核心，配以输入、输出通道，人机接口和通讯接口等。由于有计算机技术的高速发展，微机保护在各行各业中广泛而深入的应用给工程技术带来了深刻的影响。工程师们对其在电力系统的研究和开发是计算机技术在线应用的技术性的革命。毋庸置疑，微机保护的应用与推广早已成为继电保护的发展方向。

早在上个世纪60年代末，就有人提出了用计算机构成继电保护装置，当时的研究主要是以小型计算机作为基础，目的在于用一台小型计算机来完成多个电气设备乃至整个变电所的保护功能，这一尝试为计算机保护算法和软件的研究的发展奠定了理论基础，在继电保护领域具有非常重要的历史意义。

到了20世纪70年代，大量关于微机保护算法及保护构成的论文相继发表，与此同时，伴随着大规模集成电路技术的发展，同时由微处理器的问世和其成本的逐年降低，计算机保护开始进入到实用阶段，走进了一些工厂和企业，一批性能较强的微机开始相继问世，并快速发展形成产品系列。拿日本来说，1977年，日本率先投入了一套以微处理机为基础的控制与继电保护装置，1987年，日本继电保护设备的总产值中已有70%是微机保护产品。

我国的微机保护[1]的研究始于1979年，可以算得上是后起之秀。目前为止，国内每年生产的微机型线路保护和主设备保护已达数千套，在输电线路保护、元件保护、变电所综合自动化、故障录波和故障测距等领域，微机继电保护都取得了引人瞩目的成果，具有高可靠性、高抗干扰水平和网络通信能力的第三代微机继电保护装置已经在电力系统中投入使用，我国微机继电保护的研究和制造水平都已经达到国际水平。

目前，我国电力行业的资产规模已超过2万多亿，占整个国有资产总量的四分之一，电力生产直接影响着国民经济的健康发展。电力系统的不断更新和发展，对微机保护不断提出新的更高的要求。同时电子技术、计算机技术和现代通信技术的高速发展，为微机保护的发展提供了源源不断的动力。但是电力系统规模的扩大是一把双刃剑，它在方便了用户的同时，也给电力工程师们提出了一个新的难题：这样一个复杂的、高维数的系统，上哪里去寻找一个能够很好的模拟这个庞然大物的工具呢？MATLAB的出现解