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河南工业大学

控制系统仿真

姓 名： 朱建勇

班 级： 自动化1306

学 号： 201323020601

成 绩：

2015年 6月 25 日

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设计题目 设计内容和要求 报告 主要 章节 基于Matlab的变压器差动保护闭环仿真研究 应用Matlab建立微机保护仿真系统，并对不同原理的变压器差动保护进行仿真和比较。仿真系统采用积木式结构，根据微机保护的实现原理构建模块，实现保护的闭环仿真，对保护的动作过程进行分析。 摘要：应用Matlab建立了微机保护仿真系统,并对不同原理的变压器差动保护进行了仿真和比较.仿真系统采用积木式结构,根据微机保护的实现原理构建模块,实现保护的闭环仿真,对保护的动作过程进行分析。以变压器差动保护为例，研究比较了常规比率差动、复合比率差动、故障分量比率差动元件的工作原理，分析了二次谐波、波形对称原理识别励磁涌流的方法，构建了相应的保护模块并进行了仿真和比较。仿真结果说明仿真系统可考核保护的各元件判据‘动作定值、动作逻辑和分析特殊故障条件下保护内部元件的动作特性，实现保护动作全过程的闭环仿真。 关键词：Matlab；差动保护；仿真；闭环 如何将传统的保护原理应用于微机中，并充分利用计算机在数字运算、逻辑处理、记忆方面的优势来改进、完善保护和探索新的保护原理，从而提高保护的总体性能，一直是广大继电保护工作者的重要任务。由于微机保护的原理是利用软件实现，继电保护元件的内部动态行为难以得知，对于保护装置的误动和拒动，往往不清楚装置中是哪个模块或逻辑导致了保护的不正确动作。 一 基于Matlab的保护原理闭环仿真研究 利用Matlab提供的模块及编程环境，可构建危机保护数字采集系统模型，实现处理数据的算法和保护算法，从而构建危机保护模块。本仿真系统的总体设计框图如图1所示，电力系统的一次系统根据保护的应用环境利用Simulink电力系统工具箱直接搭建，微机保护模块根据保护的实现原理搭建。保护模块的输入信号是来自一次系统的电压互感器（TV）、电流互感器（TA），保护的动作信号使断路器QF动作跳闸，实现保护的闭环仿真。 对微机保护原理的仿真主要实现数据的采集、数据处理基本算法、保护元件模块算法及逻辑出口，下面介绍其实现原理。 2 1.1 数据采集系统模块 在Simulink环境下搭建的电气一次系统的电气量已是数字信号，因而数据采集系统构成只需经电压变换、模拟低通滤波器（ALF）、采样/保持（S/H）环节，如图2所示。 ALF可直接引用Simulink的模块。图2中的采样/保持模块利用Simulink的子系统进行封装，主要用到触发子系统。设采样频率fs为600Hz，仿真效果如图3、4所示。图3是信号S/H前的波形，是频率为50Hz的正弦波。图4是信号S/H后的波形，每周期采样12点。 3