电力系统分析实验指导书

10电力系统分析试验指导书〔理工类〕电气系目 录试验一电力系统分析计算试验二电力系统简洁电网潮流计算试验三、简单电力系统的潮流计算试验四电力系统三相短路故障仿真分析试验五电力系统不对称故障分析试验六小电流接地系统单相故障分析试验七 一个简单电力系统的短路计算试验八同步发电机三相短路暂态过程分析试验九简洁电力系统静态稳定性仿真试验十简洁电力系统暂态稳定性仿真1：试验成绩考核方法2：推举教材、参考书〔一〕试验教学目标进的电力科学技术，进一步把握电力系统各种特性和理论学问。用力量和创力量；以提高学生试验争论，分析处理数据和提出科学报告的力量。问题的力量，促进学生综合素养的提高。〔二〕试验要求学生们在做电力系统综合试验前，应首先阅读试验指导，了解本次试验的目的和内容，依据试验内容预习相关理论学问生疏试验室的一次设备和二次系统，并依据试验室的设备条件，在教师的指导下依据所选试验工程和要求独立地进展试验方案的设计，确定试验方法、系统接线图、具体操作步骤、拟定试验中所要求记录的物理量表格等，向指导教师提出试验方案，经同意前方可进展试验。学生们应尽量屡次地、独立地进展试验，试验完成后每人应提交较完整的试验报一、试验目的把握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.通过对不同长度的电力线路的三种模型进展建模比较选取模型。把握多级电力网络的等值电路计算方法。理解知名制和标幺制。二、试验内容1．电力线路建模220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为，三相导线水平排4m60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。多级电力网络的等值电路计算局部多级电力网络结线图如图1-1并列表给出用知名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。1-1多级电力网络结线图线路线路额定电压电阻(欧/km)电抗(欧/km)电纳(S/km)度L1〔架空线〕L2〔架空线〕L3〔架空线〕220kv*10-6〔km)200110kV*10-66010kV无视15变变压器T1额定容量180MVA63MVAP(kw)kkoP(kW)o89313175T228060三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真第一章、其次章、第三章四、试验设备PC2．Matlab五、试验报告要求电力线路建模6060km200km500km模1阻电抗电纳电阻电抗电纳电阻电抗电纳电(S)(S)(S)))))))作出等值电路仿真模型，线路承受中等长度模型，用字母标出相应的参数参数名称知名制标幺制称参数名称知名制标幺制称知名制标幺制称知名制标幺制3、答复思考题六、思考题比较计算数据，争论模型的适用条件。什么是知名制什么是标幺制电力系统元件的知名值和标幺值有什么关系试验二电力系统简洁电网潮流计算一、试验目的学习Matlab初步把握电力系统时域分析工具。电力系统简洁电网潮流计算仿真分析。二、试验内容2-1变 压 器 T ： SFT-40000/110 ，P200kW,Vs

10.5%,P0

42kW,I0

0.7%,kT

k ，NACl50kmr1BCl50kmr1线路ABl40kmr

0.27/km,x10.45/km,x10.27/km,x

0.42/km；0.41/km；0.42/km；各段线路的导纳均可略去不计；负荷功率：S

LDB

1(25j18)MVA,S

1LDD

(30j20)MVA；母线D10kV。节点A为平衡节点，其余为PQA C DGSLDDBSLDB三、试验原理及步骤

2-1简洁电力系统参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第四章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出Simulink2、说明建模步骤和仿真过程3、给出潮流计算结果4、分析系统各节点电压大小是否满足系统要求5、答复思考题六、思考题1、为什么会有线损线损的构成主要有哪些成分试验三、简单电力系统的潮流计算一、试验目的学习Matlab把握电力系统时域分析工具。电力系统简单电网潮流计算仿真分析。二、试验内容3-110kV110kV，各元件参数S=100MV，V=Va，计算系统的潮流分布。B B发发ATBZ=+23CT发DG1G441Z=T2:Z=T1S=+2Z1+Z1+U=5δ=5S=+3。ES=+1三、试验原理及步骤

3-1简单电力系统网络图参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第四章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出Simulink2、说明建模步骤和仿真过程3、系统的潮流分析分析系统各节点电压大小是否满足系统要求，假设不满足如何进展调整4、保持负荷有功功率不变，转变无功负荷，观看记录各母线电压。保持无功负荷不变，母线电压。5、答复思考题六、思考题1、谈谈你对线路损耗的生疏。2、假设各110kV线路担当的输送功率长期满负荷运行，有何方法可较好地解决线损过高问题一、试验目的学习Matlab把握电力系统时域分析工具。对三相接地短路故障进展仿真分析。二、试验内容设某局部电力线路的简化等值电路如下图。用Matlab仿真工具建立模型，并仿真线路消灭三相接地短路时短路点的电流电压的变化状况。4-11.沟通电压源元件参数电压峰值/V相位/rad频率/Hz采样时间/S测量值110050002.串联RLC电阻R/欧姆L/HC/F测量值RLC1535e-31e-6BranchRLC15RLC15105e-31e-6currentBranchcurrentStartStarttime0StoptimeTypeVariable-step,ode15s(stiff/NDF)Relativetolerance1e-3其它auto三相电路短路故障发生器〔有对地故障〕RonRonTranTran测量RpCpRgstatusstatus[10]times[]值none1e6inf三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第五章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出Simulink2、说明建模步骤和仿真过程观看仿真波形图，分别仿真出短路点电压波形和电流波形，测量求出各相短路电流的最大值。4、给出短路电压波形图5、答复思考题六、思考题什么叫冲击电流什么叫短路电流的最大有效值3、某一线路，首端发生三相短路故障和末端发生三相短路故障引起的系统反响一样吗请说说理由。一、试验目的学习Matlab把握电力系统时域分析工具。生疏不同类型短路故障的特点及其影响，对电力系统消灭的不对称故障进展仿真分析。二、试验内容5-1，仿真分析在K点消灭各种短路故障时电流电压的变化。5-1三相电压源元件参数电压有效值电压有效值A〔正序〕0频率连接方式内阻抗10．5KV50Y+输电线路参数长长零序)[]零序)电容C(正，零测量值度序)R10[][]noneLC1 0kmR 60 [] [ ] [] noneLC2 km三相电路短路故障发生器RonRonRgTranstatus[10]Trantimes[]SampleRpCtime01e-6inf三相序重量分析元件FundamentalFundamentalfrequence50Harmomicn1SequencePositiveNegativeZero仿真参数StartStarttime0StoptimeTypeVariable-step,ode15s(stiff/NDF)Relativetolerance1e-3其它auto三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第五章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出Simulink2、说明建模步骤和仿真过程3、三相短路分析ABCABC4、给出短路电流波形和非故障相电压波形。5、答复思考题六、思考题3、有人说，在一样地点发生三相短路、两相短路、两相接地短路和单相接地短路，确定是三相短路的短路电流最大。对吗为什么4、有人认为发生不对称故障时，故障相电流是由各序电流合成的，因此相电流肯定比序电流要大，对吗为什么试验六小电流接地系统单相故障分析一、试验目的与要求理论联系实际的效果，提高学生的感性生疏及对电力系统仿真过程的分析力量。本试验要求学生把握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的根本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论学问对仿真结果加以分析。二、试验内容6-1134在Line3电流的有效值。三相电压源元件参数电压有效值电压有效值A〔正序〕0频率连接方式Yg内阻抗10．5KV50+输电线路参数长长零序)[]L(正，零电容C(度序)值R12[][]noneLC1 0kmR 18 [] [ ] [] noneLC2 0kmRR2[][ ][]noneLC3 kmR150km[][ ][]noneLC4三相电路短路故障发生器RonRonRgTranstatus[10]Trantimes[]SampleRpCtime01e-6inf三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第五章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出小电流接地系统的单相接地故障的仿真模型2、说明建模步骤和仿真过程3、给出单相接地故障时的电压、电流瞬时值波形。4、给出零序电流的有效值曲线。5、和试验五结果比照，对中性点接地、中性点不接地两种系统故障状况进展比较。6、答复思考题。六、思考题1、中性点不接地系统为什么可以在单相接地故障发生时允许连续运行22、中性点不接地系统装设消弧线圈的原则是什么装设消弧线圈的目的是什么试验七 一个简单电力系统的短路计算一、试验目的与要求果，提高学生的感性生疏及对电力系统仿真过程的分析力量。本试验要求学生把握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的根本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论学问对仿真结果加以分析。二、试验内容7-17-1简单电力系统图中取SB＝100MVA，VB＝Vav，电源电势E”=1，试求：1〕k—12〕k—2A115kV37kVG13〕k—3三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第五章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出简单系统故障的仿真模型2、说明建模步骤和仿真过程3、给出k—1k—2点及k—34、答复思考题。六、思考题1、k—1一、试验目的与要求联系实际的效果，提高学生的感性生疏及对电力系统仿真过程的分析力量。本试验要求学生把握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的根本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论学问对仿真结果加以分析。二、试验内容一台有阻尼的同步发电机，其参数如下：P 200MW,U 13.8kV,fN N

50Hz,x 1.0,dx 0.6,x ”0.30,xq d

””0.21,x””0.31,r0.005,qx 0.18,xf aD

0.1,xQ

0.25,T””d0

5s,TD

2s,T””q0

1.4s假设发电机空载，端电压为额定电压，发电机定子端部突然发生三相短路，并 0，0求发电机定子电流。三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第五章四、试验设备PCMatlab五、试验报告要求1、给出简单系统故障的仿真模型2、说明建模步骤和仿真过程3、给出三相短路时短路电流中直流重量、倍频重量、正序重量、负序重量、零序重量波形。4、答复思考题。六、思考题1、同步发电机三相短路暂态过程的有何特点2、发电机机端两相短路和机端三相短路相比，有何不同一、试验目的与要求增加对系统稳定性的生疏与理解，提高学生的感性生疏及对电力系统仿真过程的分析力量。本试验要求学生把握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的根本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论学问对仿真结果加以分析。二、试验内容对如图9-1P，0

；原动机的功率为PT0

P；发电机为隐极机，且不计发电机各绕组的电磁暂0态过程S A,PGN

300MW,UGN

10.5KV,xd

1.7,xd

”0.25,xd

””0.252,xq

1.7,xq

””0.243,xl

0.18,Td

”1.01,T””0.053,Td q0

””0.1,Rs

0.0028,H(s)4s;TJN

7.8sx2

0.2变压器T-1S

TN1

360MVA,U

ST1

%14%,KT1

10.5/242;变压器T-2S

TN2

360MVA,U

ST2

%14%,KT2

220/121;线路的参数：L250km,UN

220KV,xl

0.41/km，rl

0.07/km，线路的5U0

115kV,P0

250MW,cos0

0.95分析在E” E” 为常数的条件下，发电机励磁调整系统对发电机静态稳定性的影响。q q0三、试验原理及步骤参考教材《MATLAB/Simulink电力系统建模与仿真》第六章四、试验仪器设备及耗材1.1五、试验报告要求1、给出单机无穷大系统静态稳定性Simulink2、说明建模步骤和仿真过程3、给出不同干扰状况下发电机功角、转速随时间变化的曲线。4、比照不同励磁条件下的仿真结果。5、答复思考题。六、思考题1、功角和发电机惯性时间常熟TJ的物理意义是什么2、影响电力系统静态稳定性的因素有哪些3、如何提高电力系统的静态稳定性一、试验目的与要求电力系统暂态稳定仿真试验提高学生的感性生疏及对电力系统仿真过程的分析力量。本试验要求学生把握Simulink中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的根本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论学问对仿真结果加以分析。二、试验内容10-1所示的单机无穷大系统，分别分析在f过线路两侧开关同时断开切除线路后，系统的暂态稳定性。S A,PGN

300MW,UGN

10.5KV,xd

1,xd

”0.25,xd

””0.252,xq

0.6,xq

””0.243,xl

0.18,Td

”1.01,T””0.053,Td q0

””0.1,Rs

0.0028