20kV接地故障與保護(hù)仿真模型（20kVGroundFaultAndProtection）一、概述本模型對(duì)應(yīng)的基本原理，詳見教材3.3單相接地保護(hù)原理。本仿真模型主要用于模擬配電線路發(fā)生短路故障，以反映對(duì)于不同故障下故障電流的波形及幅值、相位的基本概念。二、仿真系統(tǒng)介紹使用pscad軟件打開程序。REF_Ref201244889\h圖1為單電源網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)仿真圖。圖SEQ圖\*ARABIC1系統(tǒng)仿真圖通過右鍵空白處projectsetting可以設(shè)置文件的運(yùn)行時(shí)長(zhǎng)（本模型為0.5s），輸出文件（以便利用其它文件，如matlab等，對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理），最后確定即可，如圖2所示。圖SEQ圖\*ARABIC2程序設(shè)置1．系統(tǒng)一次參數(shù)介紹1）電源系統(tǒng)電源系統(tǒng)如REF_Ref201321379\h圖4所示，電源參數(shù)如REF_Ref201321514\h圖5，REF_Ref201321517\h圖6所示，電壓等級(jí)取115kV,頻率為50Hz，相角為80°。系統(tǒng)阻抗參數(shù)如圖5所示：正序電阻為1Ω，正序電抗0.1Ω；零序電阻為1Ω，零序電抗為0.1Ω，其電感為0.001H。圖SEQ圖\*ARABIC4電源系統(tǒng)圖圖SEQ圖\*ARABIC5電源正序參數(shù)圖圖SEQ圖\*ARABIC6電源零序參數(shù)圖2）變壓器參數(shù)對(duì)于本次仿真的20kV輸電線路，選取110/21和20/0.4變比的雙繞組變壓器，其額定容量分別為80MVA，5MVA。圖SEQ圖\*ARABIC7變壓器元件圖SEQ圖\*ARABIC8變壓器參數(shù)圖3）線路參數(shù)20kV輸電線路總長(zhǎng)度一般不大于30km，故本模型電纜線路取20km。故線路阻抗元件如REF_Ref201321773\h圖7所示：正序電阻為0.3563Ω，感抗為6.277Ω；零序電阻為2.05Ω，零序電抗為5.9044Ω，感抗為20.79796Ω。圖SEQ圖\*ARABIC9線路阻抗元件圖SEQ圖\*ARABIC10線路阻抗參數(shù)圖4）電壓電流測(cè)量本模型中，在每條線路的首端都裝設(shè)電壓電流測(cè)量元件（萬用表），此處主要用于測(cè)量電流。故障線路上的測(cè)量元件定義輸出變量為IF。2．電流量的處理（1）將故障電流IF進(jìn)行分相，如IF為三維變量，分相后，變成三個(gè)一維變量。對(duì)故障電流IF進(jìn)行傅里葉變換，變換為幅值和相角。IF,Iup，Idown，IG為電流數(shù)據(jù)處理模塊；EF，UZT2為電壓數(shù)據(jù)處理模塊。將時(shí)域的數(shù)據(jù)利用傅里葉變換轉(zhuǎn)換為頻域的數(shù)據(jù)信息。圖SEQ圖\*ARABIC11故障電流IF數(shù)據(jù)處理模塊（2）模擬傅氏變換由于微機(jī)型繼電保護(hù)多根據(jù)故障電流的幅值而非瞬時(shí)值來確定保護(hù)是否應(yīng)動(dòng)作。因此在本仿真中，取A值電流除以1.414（根號(hào)2）后導(dǎo)入FFT（快速傅里葉變換）模塊分解出它們的基波（50Hz）幅值，供繼電保護(hù)算法所用，同時(shí)還可濾除高次諧波，保證保護(hù)的動(dòng)作正確性。目前只取A相電流為例，用戶可以根據(jù)需要取另兩相電流。三、仿真結(jié)果波形圖在0.3s時(shí)分別模擬20kV單相短路接地故障，三相短路故障，兩相短路接地故障，兩相短路故障，各故障電流IF的波形圖如下所示。圖SEQ圖\*ARABIC12單相接地故障仿真電流波形圖圖SEQ圖\*ARABIC13三相短路故障仿真