实验三PSCAD故障建模及仿真一

1、实验三PSCAD故障建模及仿真(一)-实验目的1了解利用PSCAD软件界面的基本功能；2学会利用PSCAD软件进行电力系统故障仿真的操作流程：3通过利用PSCAD进行简单的电力系统故障仿真，学会对仿真结果进行分析。二.实验原理1 PSCAD软件简介PSCAD (Power System Computer Aided Design)是冃前世界上被广泛使用的一种电力系 统仿真分析软件，它即町以研究交直流电力系统问题，又能完成电力电子仿真及其非线性控 制的多功能工具。PSCAD操作界面如下图1所示：图1 PSCAD操作界面PSCAD可用于处理一下类型的研究：研宪电力系统中由于故障或开关操作引起的过

2、电压。它也能模拟变压器的非线性这一决定性因素；多运行工具(Multiple nrn facilities)经 常用来进行数以白计的模拟从而在下列不同情况下发生故障时最坏的情况。故障发生在波 形的不同位置，故障的类型不同，故障点不同：在电力系统中找出由r雷击发生的过电压。 这种模拟必须用非常小的时间步长來进行：研允电力系统由于SVC,高压直流接入， STATCOM,机械驱动所引起的谐波(資阅资料)。在本次试验中，主要利用PSCAD软件进 行电力系统短路故障的仿真。2电力系统短路故障电力系统运行有三种状态：正常运行状态、非正常运行状态和短路故障。短路就是指不 同电位导电部分之间的不止常短接。短路的

3、主要原因是电气设备我流部分绝缘损坏：误操作 及谋接；飞禽跨接裸导体以及其它原内。电力系统发牛角路，短路电流数值可达儿万安到儿 十万安；产生很大的热量，很高的温度，从而使故障元件和其它元件损坏：产生很人的电动 力，该力使导体弯曲变形：短路时，电压骤降：短路可造成停电：严重短路要影响电力系统 运行的稳定性，造成系统瘫痪；单相短路时，対附近通信线路，电子设备产生干扰。三实验步骤1安装并启动软件，选择File/New,新建一个以学号*命名的项目文件.保存在桌面。 2构造电气主接线图(1)在Master Library库中找到所需的元件或模型，复制并粘贴到空白工作区，所需原件有 三相电压源、断路器和架空

4、线路，如下图2所示。图211相电压源BRK |图22断略不1If 吒A图23架空找(2)将原件止确的连接起來，点击工具栏中的Wire mode按钮，如图3所示，鼠标移动到 0 W X 电锻缺两口W“I ESS ® ” ® 创2500 到卜0*2工作区后，移动鼠标进行连线。图62图6#图3连线按钮(图中红圈处按钮)(3)设置线路参数 如下图5,图6所示。图5图6#(4)设置短路假设在线路末端出I I处发生单相接地故障，在元件库中选取如下图7所示的故障模型, 并对故障参数进行设置，如图8所示。图7故障模型$ourc3 Three Phase Voltogo Source Mod

5、 .ConfigurationOK |Cartel |Help.图8故障参数(5)设置输出屋和断路器状态在工具栏中选择Ammeter和Voltmeter to Gnd连接到故障输出端。在工具栏中选择Integer Constant.将其命名为BRK并连线，如下图9所示。S f Kill2.DtfQ « xeo o U(ad xG2U ®-沏"UM.a® 1 ZZ2 « Fw<< A/««*» <1 N<a».hMM4MI1TmtII1U-jMgrmrfCV 貝 “511MKfr&#

6、171;1 lOrjiTMeyrtr I i rr：11> (i*>*r*<_ 1n 1faK>fU .0(.m W 2 g 5“ itsA3.m W 2 g 5“ itsA#图9实验线路图.m W 2 g 5“ itsA#（6）编译运行四.实验结果实现运算结果如图10所示，仿真波形如图11所示。 2 * * 1Q 1< I0MC rrAv *1 el 1图10实验结果owua<!« c -t mw j RSkMwWix« m -W- WMuWlu*r Gra(m4«fi &tp*l$4#图11仿真波形#五实验结果分析与

7、总结通过图11可以看出，当系统运行到0.2s时，故障发生，持续时间也为0 2s,相电压与 相电流在故障被排除后恢复到了正常运行状态。通过本次试验我初步了解了利用PSCAD进行电力系统故障仿真的基本方法和操作步 骤，通过实验操作得到的仿真波形与理论分析结果相同。六实验思考题1.电力系统由哪些部分组成？答：电力系统是由发电厂、输电网、配电网和电力用户组成的整体，是将一次能源转换成电 能并输送和分配到用户的一个统一系统。输电网和配电网统称为电网，是电力系统的重要组 成部分。发电厂将一次能源转换成电能，经过电网将电能输送和分配到电力用户的用电设备, 从而完成电能从生产到使用的整个过程。电力系统还包括保

8、证英安全可靠运行的继电保护装 置、安全自动装置、调度自动化系统和电力通信等相应的辅助系统（一般称为：次系统）。2附录中的线路参数和Bergei-on模型中需输入的参数如何转化？答：附录中的线路参数如下图12所示(/fl km)220330500750正序电M/mH127.4105.19.1785J5尊序 lUtf/mll3*2.2315.3273.9267.S正序电用/Q7.054.641.961.22零序电阻心32.326.218.282729it字龟柏廿0.86IJI31351.367咨序电容/汕0.60$0.7630.920.93正啊a抗角W828687.475757872图12原始线路参数X = 3L利用下面的公式1和公式2把电感、电容的参数值化为PSCAD中Bergei-on模型所要求的输 入参数，转换结果举例如下图13所示。公式1°7公式2Manual Entry of Y,Zve Sequence R: .705e-4 ohm/mve Sequence XL: 40024e-3 (ohm/mve Sequen