电力系统第二次报告

1、Beijing Jiaotong University电力系统基础实验报告电力系统横向故障分析实验学院：电气工程 班级：电气0602 学号：06291044 姓名：刘永欢实验2电力系统横向故障分析实验一、实验目的1、对电力系统各种短路现象的认识；2、掌握各种短路故障的电压电流分布特点；3、分析比较仿真运算与手动运算的区别。二、实验内容1、各种短路电流实验，观察、计算、比较各种短路时不对称的三相电流;2、归纳总结各种短路的特点。3、仿真运算与手动运算的比较分析。三、实验使用工程文件及参数输入参数：额定电压：220KV；负荷F1： 100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25kV；变压器B1：

2、Sn=360MVA，变比=18/220，Uk%=14.3%,Pk=230KW,P0=150KW, I0/In=1%；变压器B2：Sn=360MVA,变比=220/18, Uk%=14.3%,Pk=230KW,P0=150KW, I0/In=1%；线路 L1、L2：长度：100km,电阻：0.04Q/km，电抗：0.3256Q/km。发电机：按汽轮机默认参数配置。四、实验方法和步骤打开名为“电力系统横向故障（有限电源系统）”的工程文件，该工程为一 个双回线有限电源系统。网络结构图如下：将给定参数输入，完成实验系统建立。1、利用已建立系统，在L2线路上进行故障点设置，当故障距离为80%时，分 别完

3、成以下内容（记录波形长度最少为故障前2周，故障后5周）。1）设置故障类型为“单相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线 路始端CT和CV的波形。2）设置故障类型为“两相相间短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线 路始端CT和CV的波形。200 4三 次制蜘电lE(kT) 三IflCFIB: 次制邮相电压上* H4flCTG:-lfcMC4fl 电压NT)三捆 rrre :次 MsirorwHfflCTZB：-次eu捆朝堆W H4flCT28：-UeffB49a(W H49CT2S : UcMC49 (W三IflCTZS:-次制*10心300-t100-3）设置故障类型为“两相接地短路，

4、运行仿真，在输出图页上观察记录线 路始端CT和CV的波形。三相CVT60.960.9S1.001.021.041.061 .OSH4flCTT6: H4flCTT6: =4flCTT6 : - BfMCffl tl (W三4ACTT6 : -KM3DQ (kf)1.10三相CT284）设置故障类型为“三相短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始 端CT和CV的波形。0.960.9S1.001.021.041.061 .OS1.10H48CTT6: - KMUfl 朝厦（W H48CTT6: - 朝厦（W H48CTT6:-次MC49 朝压（WH48CTT6 : -（k0.960.9S1.0

5、01.021.041.061 .OS1.10H49CT28:Bi；ffUfla（W 一三48CT28:一次捆朝堆W H48CT28:-次制口S 朝通W H49CT28 : -KM3I0 （W5）根据不同故障情况下电流电压的输出波形，归纳各种情况下故障电流电 压的特点。单相（a相）接地短路：Ua=0，Ib=Ic=0，复合序网为各序网络的串联， 因此故障相短路相电流为正序网络相电流的3倍。非故障相对地电流为 零，故障相对地电压为零，非故障相对地电压相等，由于X =（2 3.5）X， 所以其值较正常时升高，其相位差也发生了变化，不再是120。，而与 X0 / X 1有关。两相（b相和c相）相间短路：

6、Ia=0，Ib+Ic=0，Ub=Uc，复合序网为正序 和负序网络的串联，由于零序电流没有通路，所以没有零序网络。故障 相电流为正序网络电流的&倍，而非故障相电压等于故障前电压，故障 相电压只是非故障相电压的一半而且方向相反。两相（b相和c相）接地短路：Ia=0，Ub=Uc=0，复合序网为三序网络的并联。故障相电流大小相等，相位差与x和X有关，非故障相电压为正 序电压的3倍。三相短路：故障点出三相电压均为零，短路电流各相大小相等，相位仍 差120，仍然为对称的，且等于正序电流。2、短路故障比较分析利用已建立系统，在L2线路上进行故障点设置，当故障距离线路末端时，设 置故障类型为“三相短路”，运行

7、仿真，在输出图页上观察记录故障点电压电 流的波形。根据故障后12个周期内的波形，计算故障点短路电流周期分量值。如上图所示，取电流周期分量最大值2.4kA，电流周期分量最小值-1.2kA，所以故障点短路电流周期分量值为2.4 - (-1.2) / 2、：2 = 1.27 kA手动计算故障点周期电流起始值。计算各元件参数： 取 S = 360 MVA , V = 230 V , 发电机取1.05，发电机端电抗取0.13，负荷次暂态电流忽略不计发电机： X = 0.13 x 360 M 300 2 + 180 2 = 0.134变压器：X = X = 0.143 x 360 /360 = 0.143

8、线路：X = X = 0.3256 x 100 x 360 / 230 2 = 0.22等效电路图：/WVPAA/XAA AAAAAAAAAA AAAA/由负荷提供的短路电流：起始次暂态电流标幺值：/ * =- /(X + X + X /2) = 1.36 f 2 1123起始次暂态电流有名值：If f360I = IOS M/3V = 1.36 x = 1.23 kA对比软件计算与手动计算，两者在误差允许的范围内是近似相同的。误差分析。手动计算存在误差：一方面，在等值电路中忽略发电机、变压器和输电线路的电 阻，不计输电线的电容，略去了变压器的励磁电流，负荷制作近似估计；另一方 面，在标幺参数

9、计算方面在选取各级额定电压作为基准电压时，忽略各元件的额 定电压和相应电压等级平均额定电压的区别，认为变压器变比等于其对应侧平均 额定电压之比，即所有元件仅用电抗表示，简化了电路但同时也带来了误差，与 仿真软件计算相比误差大。五、思考题什么叫电力系统的横向故障？是如何分类的？电力系统中某节点处不正常的相与相之间或相与地之间发生通路的情况称 作横向故障。分为三相短路、单相接地短路、两相相间短路和两相接地短路。电力系统各种短路故障有什么特点？短路故障对电力系统都有哪些危害？特点：淤三相短路：对称故障，短路电流分量三相是对称的，通常比其他类型的故障 都要大，短路点电压为零。其他类型的故障均为非对称的

10、。三相短路是最严重的 短路，但发生概率很小。淤单相接地短路：接地相电压为零，非故障相电压相等，通常情况下其值较正 常时高。故障相电流为正序电流的3倍。它是电力系统中最常见的一类短路，占 短路次数的80%以上。淤两相相间短路：通常情况下两相短路电流是同一点三相短路电流的侦3/2倍， 没有零序电流。而非故障相电压相等且等于故障前电压；而故障相电压仅为非故 障相电压的一半且方向相反。淤两相接地短路：故障相电压为零，非故障相电压为正序电压的3倍。故障相 电流幅值相等，其大小相位与X2、X。有关。危害：短路时产生很大的电动力和很高的问题，会使短路电路中的元件受到损坏,很 可能引发火灾事故短路时电路的电压

11、骤降，严重影响电气设备的正常运行短路时保护装置动作，如熔断器的保险丝熔断，将短路电路切除，这会造成停电, 而且短路点越靠近电源,停电范围越大，造成生活的不便和经济上的损失严重的短路会影响电力系统运行的稳定性，可使并列运行的发电机组失去同步,造成系统解列不对称短路，像单相短路和两相短路，短路电流会产生较强的不平衡交变电磁 场，对附近的通信线路、电子设备等产生电磁干扰，影响其正常运行，有可能引 发误动作变压器中性点接地方式对接地短路电流的大小和分布有什么影响？为什么产 生这样的影响？变压器中性点接地方式对接地短路电流中的正序和负序分量没影响，但会使 零序分量减少。变压器中性点接地有金属接地和经电抗接地两种。因为当变压器 中性点直接接地时，其零序等值网