继电保护作为电力系统安全稳定第一道防线,对电力系统稳定运行和正常供电起着非常重要的作用。随着计算机网络技术和虚拟仿真技术的不断发展,利用虚拟实验系统实现继电保护实验模拟仿真,成为电气工程专业学生与工程技术人员学习与研究继电保护原理的一种有效手段。本文针对继电保护实验教学和培训工作,开发了一套继电保护虚拟仿真实验系统。该系统综合了虚拟仪器技术和电力系统数字仿真技术,利用Lab VIEW中的MIT模块,将虚拟仪器开发软件Lab VIEW和仿真软件MATLAB/Simulink无缝连接、有效结合,实现联合仿真。其中Simulink用于一次系统短路故障数字仿真计算,Lab VIEW用于二次系统继电保护性能数字仿真及人机交互界面设计,在Lab VIEW中可以动态显示Simulink仿真结果并能够实现自动控制,修改其仿真模型参数。最后连接SQL Server数据库,实现系统登录模块,并通过Web Server实现系统的网络发布。根据系统总体设计方案,本文分别研究了电流保护、距离保护和变压器差动保护这三种常见的保护实验类型,根据各保护工作原理、构成、算法模拟继电保护装置中各模块功能及其逻辑配合关系,实现继电保护动态性能虚拟仿真和动作过程可视化。在电流保护实验设计中对微机继电保护全波傅氏算法进行了改进,以消除衰减直流分量的影响,减少误差,使实验结果更加准确;对于距离保护,重点对振荡闭锁模块、选相模块、阻抗继电器模块和区段判别模块进行了研究和设计;在变压器差动保护仿真设计过程中,重点对比率制动式差动保护模块、励磁涌流识别模块和差动速断保护模块重点进行了研究。实现了实验项目的实验原理学习、实验参数设置和实验结果的全方位显示。经实验测试,本继电保护虚拟仿真实验系统能够模拟仿真各种故障情况并可观察保护的动态变化过程,同时也可以对影响保护正确动作的因素进行仿真和分析。该系统开发成本低、周期短、有很强的可扩展性,且具有友好的交互界面,对继电保护实验教学和培训工作具有重要意义。