電網(wǎng)中的相間短路方向上的電流保護建模和仿真分析案例1.1功率方向元件的建模與仿真1.電力系統(tǒng)的仿真模型下圖中，EM=115∠100kV，EN=105∠00kV,Zs?M=Zs?N=0.226∠73.13°Ω;線路mn=50km，采用LGJ-240/40型架空線路，單位正序阻抗:z1=0.451∠圖4-20雙側(cè)電源電力系統(tǒng)由于題目給出的參數(shù)得出模型如圖4-21所示。圖4-21電力系統(tǒng)的simulike仿真模型因為我們需要正確地設(shè)置一個故障發(fā)生地點,我們把線路mn分成兩段,在我們的仿真模型中,linel=30km、line2=20km,線路mn(linel)的主要參數(shù)設(shè)定方式如下圖圖4-22所示。圖4-22線路MN(Linel)的參數(shù)設(shè)置功率方向元件的仿真模型圖4-20中,保護1處的功率方向元件仿真模型如圖4-23所示。如果Ψk=73.1°，則α=900-Ψk=16.9°,所以可以得出一個功率方向的元件動作范圍是-106.9~73.1圖4-23采用"90°接線"為基礎(chǔ)的功率方位元件進行仿真的模型子系統(tǒng)“U”\“convert”的組成如圖4-24所示，子系統(tǒng)“I”由兩部分組成。\“convert”的結(jié)構(gòu)與之相同。圖4-24子系統(tǒng)“U_convert”的構(gòu)成打開功率方向元件模塊，可以看到采用“90°接線”時功率方向元件的組成，如圖4-25所示。圖4-25“90°接線”時功率方向元件的組成3.仿真結(jié)果及分析故障設(shè)置在t=0.5s到t=2.5s時發(fā)生三相短路（過渡電阻為0）,而故障Faultl設(shè)置為不動作。運行可以得出當(dāng)kl點發(fā)生短路時,保護1的所有功率方向元件測量的角度均為-16.91°、保護2的所有功率方向元件測量的角度都是-17.01°,都在動作的范圍-106.9°~73.1°內(nèi),所以保護1的功率方向元件才能夠正確地進行動作。將來的故障診斷faultl會被設(shè)置成在t和t=0.5s之間到或在t=2.5s之間時會分別發(fā)生兩個ab兩相電源短路(其中一個過渡器的電阻值設(shè)定為0),故障診斷模塊中的faultl會被設(shè)置成不正常動作。運行角度結(jié)果分析可以直接得出由于保護1處三個相同功率角度方向傳動元件的溫度測量運動角度依次分別為-45.37°、11.34°、-74.39°,三個相同功率角度方向傳動元件全部都必須能夠同時進行相同動作;由于保護2處三個相同功率角度方向傳動元件的溫度測量運動角度依次分別為-27.38°、8.54°、95.48°,故只有兩個相同功率角度方向上的元件才全部能夠同時進行相同動作。表4-1短路功率保護1與輸出電流短路保護2處在位置短路時間與功率保護方向傳感器相關(guān)元件短路測量測試成果[單位：（°）]將故障模塊fault設(shè)置為不動作,改變故障模塊fault1的過渡電阻值和改變故障類型,故障時間t=0.5s到t=2.5s。運行中我們可以分別得出兩個位于保護1處和兩個位于保護2處處的功率測量方向圖該元件的功率測量及其結(jié)果請參見軟件下面的圖表4-2。表4-2短路保護1與短路保護2處在功率方向上元件測量的研究結(jié)果[單位：（°）]從表4-2中可見,當(dāng)在k2點電源元件發(fā)生短路故障時,對于電源保護1仍然為正方向,所以對功率方向元件進行測量的結(jié)果還在一個動作區(qū)域內(nèi);但對于防護2,它恰恰相反,所以不適合做任何保護1.2分支保護電路在高極限時或低電流速斷開或保護時的性能影響數(shù)據(jù)仿真1.電力系統(tǒng)的仿真模型如圖E=110V，zs?A?max=20Ω,zs?A?min=15Ω;電源EB的最大、最小系統(tǒng)阻抗分別為zs?B?max=25Ω，zs?B?min=20Ω，線路阻抗為Z圖4-26上述電力系統(tǒng)接線參照給出的參數(shù)得出模型如圖4-27所示。圖4-27電力系統(tǒng)的simulike仿真模型圖4-28線路AB(Line1)的參數(shù)設(shè)置。圖4-28線路AB(Line1)的參數(shù)設(shè)置2.保護2限時電流速斷的整定計算按照已知條件，當(dāng)電源EA為最小系統(tǒng)阻抗zs?A?min=15Ω、電源EB為最大系統(tǒng)阻抗zΣ=(zs?A?min+Ik?C?max=保護1的瞬時電流速斷整定值為Iact?1'=Krel當(dāng)不充分考慮電流對線路分支保護電路的電流影響時,線路ab處和保護2處的電流限時值是電流-速率中斷的整數(shù)額定值Iact?2''=K3.仿真結(jié)果及分析在圖4-27所示模型中，設(shè)置Zs?A?min=15Ω、電源EB為最大系統(tǒng)阻抗Zs?B?max=25Ω，故障模塊Fault在線路圖4-29線路BC的末端故障時流過保護1和保護2處的短路電流圖4-29線路bc的兩個末端在故障期間流過的保護1與兩個保護2之間的短路電流從設(shè)計圖4-29得知,當(dāng)三相供電線路中abc的兩個末端線路出現(xiàn)三相供電短路保護故障時,流過短路保護1的三相短路故