【正文】 *121V 1 R111123456V 2 R 圖 219 電磁式電壓互感器模型圖 其中， 1 框定值是 B? ， 2 框是 G， 3 框 1T ， 5 框是 2KT ， 6 框是 1K 。 第 2 章 繼電保護建模與仿真實現(xiàn)方法 21 S O R 212Y = AY = A12+A N G1212+X 1 / X 212S I N1*12M L1D s1K?1Y m a xY m i n12+12+C O S1S I N1I 2 RI 2 II 1 II 1 R*12*12112 圖 217 電流互感器模型圖 其中， 1 框是 0? ， 2 框是 2? 。 輸入量 IARJ、 IAIJ 計算得二次側(cè)電流相角，經(jīng)整定值 Y 的補償，再經(jīng)過模 幅角轉(zhuǎn)換為實虛部，并與二次側(cè)電流幅值計算得變換后的二次側(cè)電流。對于反應(yīng)阻抗變化的振蕩閉鎖元件，其原理：分段式保護中的三段如果同時發(fā)出動作信號，則第 2 章 繼電保護建模與仿真實現(xiàn)方法 15 表明線路出現(xiàn)故障，保護應(yīng)正常啟動，不發(fā)出閉鎖信號；如果各段保護不同時發(fā)出動作信號（ I、 II 段在 III 段動作后才動作），則認為線路存在功率振蕩而非故障，此時發(fā)出閉鎖信號，將一段、二段保護可靠閉鎖。其中輸入量可為節(jié)點電壓信 號、頻率信號等，構(gòu)成低壓元件、低頻元件等不同元件。在以電氣元件為基礎(chǔ)對繼保及安自裝置進行分類時，很多裝置中的元件具有一定的通用性 [25]。 2. 電氣元件不正常運行時，通過對運行狀態(tài)的判斷，給予警告信號或跳閘。 上述方法中，前種方法側(cè)重于利用復雜科學理論從宏觀角度對整個系統(tǒng)進行研究，后一種方法著眼于實際應(yīng)用，通過對故障過程的模擬分析電網(wǎng)發(fā)生連鎖故障的概率以及故障的發(fā)展機理，并進行電網(wǎng)連鎖故障防控手段的總結(jié)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 目前國內(nèi)外廣泛應(yīng)用的電力系統(tǒng)機電暫態(tài)及中長期動態(tài)穩(wěn)定仿真中對繼電保護和安全自動裝置模型 的研究和應(yīng)用較少，尚不夠深入。然而近些年，在世界范圍內(nèi)由連鎖故障造成的電網(wǎng)大規(guī)模停電事故卻頻頻發(fā)生 [12]。造成這大停電事故的罪魁禍首正是電網(wǎng)的連鎖故障，而繼電保護和安全自動裝置對故障的發(fā)展起到關(guān)鍵作用，因此在對其進行的 機電暫態(tài)及中長期過程仿真計算中應(yīng)該考慮它們的動作特性。 Cascading failure 目 錄 V 目 錄 摘要 ....................................................I Abstract ...............................................II 主要符號表 .............................................IX 第 1 章 緒論 .............................................1 研究的背景與意義 ..................................1 研究背景 .....................................1 研究目的與意義 ...............................1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 ....................................3 本文的主要工作 ....................................5 第 2 章 繼電保護建模與仿真實現(xiàn)方法 ........................6 繼電保護的基本任務(wù)和動作原理 ......................6 繼電保護建模方法 ..................................6 建模思路 .....................................6 基本元件模型 .................................7 電流互感器模型 ..............................14 VI 電壓互感器模型 ..............................16 繼電保護模型仿真實現(xiàn)方法 .........................19 本章小結(jié) ........................................19 第 3 章 繼電保護裝置的建模設(shè)計 ...........................21 線路保護的建模 ...................................21 電流電壓保護 ................................21 零序電流保護 ................................22 相間距離保護 ................................22 接地距離保護 ................................24 高頻閉鎖方向保護 ............................25 其他保護 ....................................26 發(fā)電機保護的建模 .................................26 過負荷保護 ..................................26 異常運行保護 ................................27 低勵失磁保護 ................................28 變壓器保護的建模 .................................29 相間后備保 護 ................................29 目 錄 VII 接地后備保護 ................................30 其他保護 ....................................31 本章小結(jié) ........................................31 第 4 章 安全自動裝置的建模設(shè)計 ...........................32 自動重合閘裝置的建模 .............................32 三相一次重合閘裝置模型 ......................32 檢無壓 /檢同期重合閘裝置模型 .................33 綜合重合閘裝置模型 ..........................35 切機 /解列裝置的建模 ..............................37 電流方向解列裝置模型 ........................37 高頻切機裝置模型 ............................39 低頻 /低壓減載裝置模型 .......................39 本章小結(jié) ........................................40 第 5 章 模型驗證和仿真應(yīng)用 ...............................41 模型驗證 ........................................41 算例介紹 ....................................41 驗證結(jié)果及分析 ..............................41 VIII 仿真應(yīng)用 ........................................47 電網(wǎng)連鎖故障機理研究概況 ....................47 基于建立模型的連鎖故障仿真 ...................48 連鎖故障仿真平臺設(shè)計 ........................53 本章小結(jié) ........................................54 結(jié)論 ...................................................55 參考文獻 ...............................................56 攻讀學位期間發(fā)表的學術(shù)論文及參與科技項目 ................59 致謝 ...................................................60 主要符號表 IX 主要符號表 英文字母 VAR、 VAI 母線 A 相電壓實部、虛部 IARI、 IAII 支路 i 側(cè) A 相電流的實部、虛部 I1RJ、 I1IJ 支路 j 側(cè)正序電流實部、虛部 ANGB 母線電壓相角 VT 母線電壓 IARJ 支路 j 側(cè) A 相電流實部、虛部 OPA、 OP3 線路操作：開斷 A 相、開斷三相 RL、 XL 支路電阻、電抗 I0II、 I0RI 支路 i 側(cè)零序電流虛部、實部 I2II、 I2RI 支路 i 側(cè)負序電流虛部、實部 I2IJ、 I2RJ 支路 j 測負序電流虛部、實部 SDL 切負荷 ITS 、 EQ 發(fā)電機電流、電勢 TPG 切機 X EFD、 OMG 發(fā)電機勵磁電壓、角速度 CLA、 CL3 線路操作：合上 A 相、合上三相 OMB 母線頻率 ITR、 TTI 發(fā)電機電流實部、虛部 第 1 章 緒 論 1 第 1 章 緒 論 研究的背景與意義 研究背景 在現(xiàn)代社會中，國民經(jīng)濟發(fā)展和工業(yè)生產(chǎn)的主要能源是電力，國民經(jīng)濟的發(fā)展和安全高效、高質(zhì)量的工業(yè)生產(chǎn)需要電力系統(tǒng)的安全可靠運行作為支持。 研究和開發(fā)繼保和自動裝置模型，提高仿真準確度，可完善全過程動態(tài)仿真、在線動態(tài)安全分析和調(diào)度員培 訓模擬（ DTS）等穩(wěn)定性仿真程序。模擬法基于蒙特卡洛概率抽樣，例如Manchester模型，先抽樣得到系統(tǒng)的初始故障序列，然后逐一對序列中的故障模式進行模擬搜索，方法缺點是效率低。 3. 研究 連鎖故障 的 機理 ， 在連鎖故障的仿真過程中添加所建立的模型，克服以往需要人為設(shè)定繼保動作行為的缺點，對連鎖故障發(fā)展全過程進行閉環(huán)、交互式動態(tài)仿真。 安自裝置模型庫可以分為低壓 /低頻減載裝置、自動重合閘以及解列裝置等。 輸入量 In1 經(jīng)過延 時 In2 后，輸出等于 In1，否則輸出為第 2 章 繼電保護建模與仿真實現(xiàn)方法 11 0。 14 S Q R 212I A R II A I IX 1 / X 212C S W 212O u tA N G12I A R II A I I12+*12O R12*12D L Y 21C O S1S I N1D L Y 21C A 112A N G BV T1 圖 28 阻抗元件的模型圖 8. 振蕩閉鎖元件 振蕩閉鎖元件主要用于線路距離保護，防止線路因出現(xiàn)功率振蕩引起阻抗元件誤動作。 12+12+*12*1212+12+12+12+A N G12O u tI A R II A I II 0 R II 0 I I11V A RV A I123456 圖 23 ANGUp 模塊模型圖 12. 比例制動式差量元件 帶有比例制動特性的差量元件（主要是差電流元件），用于發(fā)電機、變壓器的比例制動式差動保護。)](39。)(39。本章在上文基本元件模型的基礎(chǔ)上，根據(jù)繼電保護的原理進行具體繼電保護裝置的建模。 第 3 章 繼電保護裝置的建模設(shè)計 31 過 電 流 元 件負 序 電 流 增量 元 件零 序 電 流 增量 元 件零 序 電 壓 增量 元 件負 序 電 壓 增量 元 件零 序 電 壓 過量 元 件負 序 電 壓 過量 元 件O R12O R12O R12O R12O R12A N D12零 序 電 流 過量 元 件負 序 電 流 過量 元 件O R12O R12A N D12阻 抗 元 件阻 抗 元