本科毕业设计_变压器负序过流保护仿真平台设计与开发

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1、变压器负序过流保护仿真平台设计与开发Thenegativesequence overcurrentprotection;MATLABsimulation;VBvirtualsimulationplatform目录1绪论11.1课题背景及发展11.2研究现状21.3微机保护现状及发展31.4研究课题的目的42保护原理及微机算法52.1变压器的各种保护52.2变压器负序过流保护62.2.1基本原理62.2.2负序过流保护的整定原则62.3微机保护的基本算法92.3.1正弦模型算法92.3.2周期模型算法1

2、22.3.3负序分量计算方法133MATLAB介绍及仿真153.1MATLAB软件简介153.1.1MATLAB功能153.1.2MATLAB特点153.1.3MATLAB优点163.2MATLAB仿真说明163.2.1模拟电力系统图163.2.2搭建电力系统仿真模型163.2.3建立M-File文件183.2.4电力系统模型仿真18变压器负序过流保护仿真平台设计与开发4VB介绍及虚拟微机保护仿真204.1VB软件简介204.1.1VB历史及发展204.1.2VB的特点及功能204.2VB虚拟仿真平台

3、说明215程序流程图及运行仿真结果255.1程序流程图说明255.2主变各种故障运行仿真结果305.2.1主变内部高压侧出口各种短路故障仿真305.2.2主变外部线路末端各种短路故障仿真336总结35参考文献37致谢39附录A各控件内程序41变压器负序过流保护仿真平台设计与开发1绪论1.1课题背景及发展电网体系的重要分支继电保护分支是伴随着电力系统的发展而成长起来的。电力系统中总是会发生各种类型的短路故障以及断线故障。短路致使最明显的转变便是电流的突然增大，因此为了保护电气设备尽可能的少遭到短路电流造

4、成的破坏，最初呈现了反应电流高于一个预定值时保护动作的过电流保护。最简洁、亦是最早的过电流保护便是应用过电流时会产生大量的热能而使保护器件熔断的保护，这便是熔断器。现如今仍普遍应用于低压系统及其用电设备的过流保护方法便是装设熔断器。熔断器的最显著的特征就是集保护装置与截断电流于一体，故此熔断器这种过流保护最为简洁。伴随着电力系统的成熟，越来越多用电设备的功率及发电机容量的都在不停的迅速增长，这就使得发电厂、变电站及供电网的接线不断复杂化，从而导致电网的正常工作电流及短路电流都不断增加，熔断器早就未能在

5、选择性和快速性的要求上达到期望，所以呈现了特定的断流装置（断路器）的过电流继电器。19世纪末期呈现直接安设在断路器并直接响应于断路器上的一次式（直接反应一次短路电流）的电磁型过电流继电器。上世纪初，与电力系统同步发展的电力系统的保护是二次式继电器，此段时代被公认是继电保护技术发展的开端[01]。电力变压器是电力系统中十分重要的供电器件，一旦变压器发生故障将会对系统的供电可靠性和系统的正常运转带来不堪设想的后果。同时，大容量电力变压器是一种宝贵的装置，因此必须根据变压器的容量和重要层次来考虑安装继电保护

6、装置，而且要求工作可靠、性能优良[01]。变压器在电力系统中广泛地用来改变电压等级，是电力系统中必不可少的重要电气设备。如今出厂的电力变压器，即使是在设计和质料方面有所改进，构造上也相对靠得住，但是变压器仍旧会发生各种故障，而变压器发生故障的几率相比于发电机和输电线路来说是比较小的。为了确保电力系统安全可靠的运转，并在故障和不正常运转时将电力系统承受的影响限制到最小限度内，根据变压器的容量大小和重要水准的区分，装设性能良好、动作可靠的继电保护装置。第62页共62页变压器负序过流保护仿真平台设计与开发电

7、力变压器作为一种关键设备，在电力系统中占据极其重要的位置。衡量电力系统安全运行的首要保障便是电力变压器运转的可靠性。所以，变压器上装设的继电保护装置能够准确可靠的动作是很有必要的。如果变压器发生故障，而保护装置由于某种原因而拒动或者未能满足速动性的要求，从而有可能造成变压器不同程度的毁伤，乃至是变压器爆炸烧毁；如果变压器在没有发生故障，而继电保护装置又发生错误动作，将会造成不必要的停电损失。变压器在内部发生微小短路故障时保护拒动，还将会对电力系统的稳定运转形成不良影响[01]。1.2研究现状可以将变压

8、器的故障分成本体外部故障与本体内部故障两种。变压器本体内部故障是指变压器油箱里面发生的故障，大体可以将其分为两类[01,02,03,09,10]。一种是电气故障，电气故障是指该故障会对变压器立即产生严重的破坏。电气故障时可以通过检测故障时的电流及电压进行分析，导致电气故障的原因一般有如下几种：（1）低压绕组相间短路或者高压绕组相间短路；（2）低压绕组匝间短路或者高压绕组匝间短路；（3）中性点直接接地侧的单相接地短路；（4）第三绕组上的匝间短路或者接地短路