基于 PSCAD4.2 电力系统距离保护的仿真分析
摘 要：简要地介绍了ＰSCAＤ４。２软件及其工具箱，分析了输电线路距离保护的基本原
理,并利用软件提供的工具箱搭建了距离保护仿真模型,设置了输电线路可能发生的
接地故障和相间故障,最终得出了不同故障类型下输电线路的电压、电流以及其他量
的变化规律的波形，从而实现了三段式距离保护的作用.仿真波形结果表明:利用该软
件建立的模型是能够准确反应距离保护的作用机理，即距离保护装置能够快速响应
故障信号并动作于断路器,实现输电线路的保护。
关键词：PSCAD4.2;距离保护;接地故障;仿真
Analysis of poweｒ ｓysteｍ distａｎce protectioｎ
simulatｉｏn bａｓed ｏｎ PSCAD４。２
Ａbstraｃｔ：Briefｌｙ iｎｔroｄucing PSCAD4．2 software anｄ its toｏlbox ，thｅn ａ
nalyzinｇ tｈe bａsｉc principｌe ｏf thｅ transmiｓｓion lｉｎe ｄistance
protｅctioｎ ， and usｅ the toolboｘ thaｔtｈｅ soｆtware pｒovides to ｂ
uｉｌd a protecｔion simulatiｏｎ modｅl aｎｄ setａ ground fauｌt and phａse
trａnsmission line fａｉluｒｅs the system ｍay occur， ａt ｌaｓｔ obｔaｉ
n ｔhe ｖoltａge, ｃurrenｔ and waveｆｏrm variation ｏｆ othｅr dｉ
ffeｒent types ｏf trａｎsmiｓsioｎ line failurｅs , enabling three— disｔ
ａｎces ｐrotection. Simulatｉon waveｆorm rｅsulｔs shoｗed thaｔ: usｉng
ｔhe mｏdeｌ of ｔhe ｓoftwａrｅ isaccurａtely aｂlｅ ｔｏ ｅｓtaｂliｓh ｔh
ｅ reactiｏn ｍｅｃhanism of tｈe ｄiｓtａｎce ｐrotecｔｉon , distaｎce proｔ
ection deviｃｅ can qｕiｃkly respoｎd tothｅ ｃircuｉｔ breaｋer failuｒe
signal and act on it to aｃhiｅve ｐrotｅctｉon of transmｉssioｎ lｉｎes 。
Ｋｅy words：PSCAD4．２；Ｄiｓtance Protecｔion；Grｏｕnｄ Ｆaulｔ；Siｍulatｉon
0 引言
电力系统保护中，输电线路的保护主要是距离保护,其不受运行方式的影响,继电保护性
能得到提高，因而获得广泛的应用
[1］
。文献[2］中通过对继电器模块的搭建来得到对电力系
统的继电保护,但如果保护原理发生变化则相应的继电器模块也会发生变化,保护模块的移植
性不强。目前,虽然电力系统的保护已经进入微机自动化时
［3］
,但距离保护体系并不十分完
善，其中接地电阻对距离保护的影响表现突出，文献[4－6］ 详述了采用自适应的方法来消
除接地电阻对距离保护的影响。
ＰSCAD4．2 是一种电力系统电磁暂态仿真软件，尤其在控制系统、无功补偿系统、高
压直流输电以及继电保护系统等领域较为活跃，该软件主要对电力系统时域和频率等变量进
行仿真分析,其结果一般以简单易懂的图形界面输出，使得仿真过程清晰、准确而灵活
[7－
８］
。
１电力系统距离保护的原理
在电力系统继电保护中，距离保护扮演着重要的角色。它满足电力系统的选择性、灵敏
性、可靠性以及能够快速切除故障,从而快速恢复电网的正常稳定运行。距离保护是反应于
保护安装地点到故障发生处之间的距离(阻抗),以此来根据阻抗的大小而整定动作时间的一
种保护装置
[９］
.为了满足选择性、速动性和灵敏性的要求，现在广泛采用的是三段式距离保
护,其网络接线如图 1.
