基于RTDS的电气系统综合实验

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基于RTDS的电气系统综合实验

实验指导书

上海交通大学

电气工程实验中心

2012年8月

郑重声明：版权属于上海交通大学电气工程实验中心，仅供上海交通

大学电气工程系课程：电气系统综合实验使用。未经允许不得随意上

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目录

绪论与实验基础知识................................................................................................... 3 

RTDS在继电保护领域的应用 .................................................................................... 3 

RTDS继电保护实验基础 ............................................................................................ 3 

1.2.1 电流互感器（CT）的使用方法....................................................................... 3 

1.2.2 电压互感器（PT）的使用方法....................................................................... 4 

1.2.3 RTDS中故障类型设置方法.............................................................................. 5 

1.2.4 在线路任意位置处设置故障的方法............................................................... 8 

1.3 电力系统故障诊断专家使用方法 ............................................................................... 9 

1.3.1 菜单简介........................................................................................................... 9 

1.3.2 文件管理功能................................................................................................. 11 

1.3.3 系统仿真功能................................................................................................. 12 

1.3.4 波形分析系统................................................................................................. 14 

1.3.5 保护分析系统................................................................................................. 16 

实验一 电流保护 三段配合整定............................................................................................... 19 

实验二 距离保护（一）阻抗轨迹............................................................................................... 23 

实验三 距离保护（二）故障测距............................................................................................... 28 

第一章 1.1 1.2 

第一章 绪论与实验基础知识

1.1 RTDS在继电保护领域的应用

将RTDS用于新型继电保护产品的研究开发中，作为进行一些特殊试验的手段，提供继

电保护设备在一次电力系统中实际运行的仿真环境，通过与RTDS 的闭环测试，确保继电

保护的产品在设计开发中的先进性及在现场运行中的可靠性。已逐步开展的继电保护产品主

要试验内容有：各种常规线路常见故障下继电保护设备的仿真试验；高电压长距离输电线路

串联补偿对保护的影响; 同杆双回线跨线故障情况下保护的动作行为；变压器空投产生的励

磁涌流现象对继电保护动作行为的影响；并联电容、并联电抗器保护动作的正确性；电动机

的保护测试；非常见性故障如间隙放电、断线且接地故障等的仿真研究。

RTDS的主要优势在于它的实时性以及可以连接测试保护等设备完成闭环试验，它不仅

可以用于电力系统的仿真分析研究，还可以提供电力系统各类一次设备，各类控制系统，各

种电力系统自动化设备实时数字仿真试验的闭环试验环境，具有超强的可控性。RTDS与电

压、电流功率放大器结合与外部的二次设备可以进行传统的闭环微机保护测试，当然也可以

利用RTDS本身CBuilder模块自行开发设计二次“软保护”与RTDS一次系统完成闭环微

机保护测试。测试内容可以包括各类电压电流波形分析、复杂的故障操作模拟、断路器开关

控制操作模拟、互感器的饱和特性分析，配合继电保护设备闭环测试，测试结果和实际的电

力系统运行状态基本一致。

1.2 RTDS继电保护实验基础

1.2.1 电流互感器（CT）的使用方法

从library中选中Power system子选项卡，双击INSTRMENT TRANSFORMERS模块，

从中选择如图1-1的设备，在RTDS中使用CT要特别注意其设置方法。双击图标1-1后会

出现设置界面如图1-3，MAIN DATA中需要设置CT设备的名字（系统中所有CT名字不可

重复），MAIN DATA中最重要的一点是设置一次侧电流的名称，为了给一次侧电流命名可

以在CT前加一个断路器如图1-4所示，并且在断路器中设置电流监视给一次侧的电流一个

名字（此名字与CT中的Primary Current Signal Name一致）。打开CT 设置界面中的SIGNAL

NAME子选项，其中要求设置CT二次测的名字。打开TRANSFORMER DATA子选项来设

置变比。

图1-1 电流互感器

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图1-2 CT设备的设置界面

图1-3 CT前加一个断路器才可使用

1.2.2 电压互感器（PT）的使用方法

PT（如图1-5所示）的使用方法与CT类似，同样从INSTRMENT TRANSFORMERS

模块中选择，但是无需一次侧的电压名称，所以不需要前置一个断路器，只要直接连接在所

需要的结点上，设置其二次侧供使用的名字即可。如图1-6所示，PT的设置界面中

TRANSFORMER DATA子选项中需要设置一次侧的匝数和二次侧的匝数，一般将电压变比

设置成输电线路额定值比100即可。SIGNAL NAME子选项中设置供使用的二次侧电压的

名字（注意：此选项中的名字与任何一个其他的PT都不可一样）。

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图1-5 电压互感器

图1-6 PT的设置界面

1.2.3 RTDS中故障类型设置方法

在RTDS中故障类型分为接地故障和相间故障，可以通过控制字来控制短路类型。一种

常用的方式是使用1个控制字来控制三相。假设使用控制字FAU1的第一位控制A相，第

二位控制B相，第三位控制C相。故障类型为接地短路则有表1-1：

表1-1 FAU1的值的值相 B相 A相 故障类型

无故障

A相接地

B相接地

C相接地

A、B接地

B、C接地

C、A接地

A、B、C接地

在参数设置对话框可以选择接地过渡电阻的大小。如果希望过渡电阻是一个可变参数，

需要在Value一栏填入‘$XX’（XX为参数名），在RTDS元件库空白位置处单击右键-Add