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考虑距离保护的仿真硬件和测量变压器的实现
Ivan Gordiyenko1,2, Alexander Gusev1,2, Almaz Sulaimanov1 1 National Research Tomsk Polytechnic University, Russian Federation 2 Development Research laboratory for Electrical Power System Simulation, Institute of Power Engineering, Russian Federation ivangs878er@tpu.ru
摘要：本报告的主题是提高权力系统运行可靠性，包括智能电网。
关键词：电力系统；距离保护；仿真；数学模型；实时；智能网格
介绍
本文描述了电力系统的问题继电保护误动作运转。本文的主要目的是增加模拟距离保护运行效率距离继电器保护测量硬件变压器。距离保护模拟被认为是更受欢迎的路线之一保护类型。继电保护仿真是重要的对于智能电网，因为它可以帮助预测智能控制电网元件的数量会影响继电器的运行。保护可用于节省操作成本效率。论文包括以下几个部分：（1）问题描述（2）距离保护方法考虑硬件和测量的仿真变压器实现，（3）matlab仿真结果，（4）HRTSIM仿真结果及（5）结论。因此，工作是混合式继电保护仿真模板实时电力系统模拟器[1]。
- 问题描述
传统电力系统的可靠性而基于智能电网运行的PS依靠继电器保护（RP）和应急自动化（EA）正确工作在很大程度上。许多系统事故（约25百分比）发生在PS中是因为RP和EA不正确根据统计数字进行工作[2]。本报告的主题是提高PS运行可靠性。RP和EA功能不正确有几个众所周知的原因。
A.RP和EA工作不正确的原因
bull;关于设备和PS使用中的过程，尤其是紧急情况下，在RP和EA设计期间调谐；
bull;对错误的粗略和概括说明由RP、EA硬件和测量介绍变压器实现；
bull;RP和EA的功能有限。
B.解决当前问题的方法
第一个原因是通过使用现代的PS仿真，如混合实时电力系统模拟器（hrtsim）、实时数字模拟器（rtds）Emegasim实时数字模拟器等[3–4]。
第二个原因可以通过模拟RP和考虑到硬件和测量的EA变压器实现。
第三个原因必须在解决第一和第二个原因。它将有助于设计和发明RP和EA的新设备。也可用于智能电网与传统PS开发优化合作。
C.作为对象建模的距离保护
选择距离保护研究是因为它通常用于复杂的网格结构中。DP也是具有复杂阻抗的更困难的RP类型特性和使用电流和电压信号检测错误。可用于PMU测量RP-In广域保护领域及其在智能电网中的应用〔5〕。
D.选择模拟模式
RP仿真有几种方法。为了示例根据可用信息，继电器型号可分为两类[6]。第一类模型只考虑基频电压、电流分量和相位模型被广泛用于继电器的设计和应用。这个第二类模型考虑了电压的频率和衰减直流分量除基频分量外的电流。
本文的结果是通过使用以下RP模拟方法考虑到硬件和测量变压器的实现。
二、距离保护方法考虑硬件和测量的仿真变压器实现
该方法可用于具体来说，这是模拟、微电子和数值模拟。本文描述了动态规划的仿真。
方法包括：
bull;分析DP的电路；
bull;绘制所有相关硬件的等效电路图DP装置的组成和测量变压器；
bull;通过使用“有向图”的方法获得传递函数（tf），使电路实现连续信号转换[7]；
bull;将tf转换为a的微分方程完整的数学模型；
bull;使用Mathcad和Matlab等程序给出准确度的结论；
bull;为微控制器创建程序hrtsim实现所获得的模型。
- Matlab仿真结果
A.分析DP的电路
有一个实施方法的例子。它描述获取反应器官的数学模型（ro）用于DP SHDE2801的第一阶段，具有微电子实现与DP完整模型测试SHDE2801，使用matlab程序。
DP功能分析由使用反渗透电路。反渗透的电路是如图1所示。
反渗透的主要方案包括二极管桥V1，电压基准二极管vd1、比较器a1、二极管vd2、vd3、vd4、电容器c1、c2、c3电阻R1、R2、R3、R4、R5、R6和逻辑元件D1和d2电路由恒定电压提供15V。
二极管的特性被认为是定性的。够了。因此，真正的二极管在模型中被理想的改变了。
考虑正向电阻和实际二极管的反向电阻。比较器A1实现由运算放大器（OA）具有足够大的常数增益。因此，A1在数学模型中的特性被理想的特性所改变。逻辑学元素已由块中的逻辑函数实现D amp;amp; amp;amp;。
B.绘制等效电路图
C.有向图法求传递函数
四、hrtsim仿真结果。
美国的科学家已经invented hrtsim托木斯克大学州立大学。这一系统可以精确的操作simulate它有潜在的现实的PS。还有智能模拟方法研究网格，这样的晶闸管控制的电抗器（TCR），静止无功补偿器无功补偿器（SVC）和静止同步补偿器（STATCOM），和其他人。因此，在hrtsim下一步是选择执行（模拟）。
下一个模拟步骤包括将得到的tf到微分方程并为实现所获得模型的HRTSIM微控制器实时工作。
电力线路中的电流波形图使用hrtsim的模型操作如图所示。在触发电流的情况下进行DP操作的过程。在没有分解的情况下，对电力线进行模拟。所以这个示波图显示了模拟PS的正常、紧急和后紧急状态。
五、结论
可以使用基于hrtsim创建的模型作为调查DP SHDE2801的工具PS中各种进程的实时频谱。这种模拟模式有助于输入帐户错误RP和MT实现的硬件，可用于模拟其他电气装置和设备。它有在智能电网中引入额外效益的潜力，因为继电保护是任何电网的组成部分它需要在实际条件下进行测试。智能电网和保护装置的充分配合可通过以下方式进行检查：使用定性实时模拟。这样的模式模拟对于检查和升级传统RP和EA的方法和开发新的方法是有用的在PS（包括智能电网）中协调运行。
确认
这项工作得到了俄罗斯联邦目标的支持。项目“优先领域的研究与开发2007-2013年俄罗斯科技综合体的开发”。
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