电力系统试验报告2

电力系统实验报告电力系统实验报告 实验二 电力系统横向故障分析实验 朱琳瑶 学号12291237 班级电气 1207 任课老师吴俊勇 实验老师郝亮亮 . . . 实验实验 1 1电力系统横向故障分析实验电力系统横向故障分析实验 一、一、实验目的实验目的 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、二、实验容实验容 1、各种短路电流实验 观察比较各种短路时的三相电流、三相电压； 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、三、实验方法和步骤实验方法和步骤 1．辐射形网络主接线系统的建立 输入参数（系统图如下）额定电压220kV；负荷 F1100j42MVA；负荷处母 线电压17.25kV； 变压器 B1Un360MVA，变比18/242，Uk％14.3％，Pk230kW，P0150kW， I0/In1％； 变压器 B2Un360MVA，变比220/18，Uk％14.3％，Pk230kW，P0150kW， I0/In1％； 线路 L1、L2长度100km，电阻0.04Ω/km，电抗0.3256Ω/km。 发电机按汽轮机默认参数 辐射形网络主接线图 2．短路实验波形分析 利用已建立系统，在 L2 线路上进行故障点设置，当故障距离为 80％时，分别完 成以下容（记录波形长度最少为故障前 2 周期，故障后 5 周期） （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 CVT 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 CVT 的波形； . . . （3）设置故障类型为“两相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线 路始端 CT 和 CVT 的波形； . . . （4）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 CVT 的波形； . . . （5）根据不同故障情况下电流电压输出波形，归纳各种情况下故障电流电压的 特点。 由仿真结果可以知道， 当系统发生不同故障时，电流和电压的特点是各不相 同的。 在各种故障中，故障相的电流相对于原来的正常运行时的电流幅值都急剧 增加， 而故障消除之后， 电流幅值又开始逐渐减小， 并且最终稳定在原来的幅值。 在发生故障之后， 电流和电压之间的相位差发生了变化。 在系统发生故障时， 非故障支路的电流也会有所增加，这是由于它们之间形成的是并联关系，也有相 应的电流流过。 非故障支路的电压幅值会有所降低， 但是不管发生什么样的故障， 其电压幅值都不会降为 0。而故障支路当发生非接地故障时，电压幅值会有所下 降，但是并不会下降为 0，当发生接地故障时，电压幅值会马上降为 0。发生三 相故障时，短路电流是对称的，且短路电流比较大，短路电压基本上为0；发生 单相短路时，故障相电压变为 0，非故障相电压不为 0，故障相电流比较大，非 故障相电流为 0； 发生两相故障时， 故障相的电压相等， 都等于电源电压的一半， 非故障相得电压为电源电压， 故障相电流大小相等方向相反， 非故障相电流为 0； 发生两相短路接地时，故障相电压相等，都等于 0，非故障相不为 0，故障相电 流不为 0，且与短路阻抗和非故障相的正序电流成正比，非故障相电流为 0。 3．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”，运行仿真，在输出图页上观察记录故障点电压电流的 波形。 . . . （1）根据故障后 1－2 个周期波形，计算故障点短路电流周期分量值。 . . . 在第一个周期i pmh  2.5kA,i pmL  0.22kA。所以i pm1 i pmh i pml21.36kA 。 在第二个周期i pmh  2.1kA，i pmL  0.75kA， 所以i pm2 i pmh i pml21.425kA 。 对两个周期求平均值i pm i pm1 i pm221.3925kA 。 所有周期分量有效值为 i pm 2  1.3925 0.985kA。 2 （2）手动计算故障点周期电流起始值 等值电路 解SB300MVA，VBVAV x G*  x d S B 300  0.13 0.13 S N 300 x T*  V s S B 14.3300  0.1192 100S N 100360 1S1300 x L* x ll B0.32561000.0923 222V B 2230 . . . x *  0.130.1192 0.0923  0.3415 E * 1.08 I *  3.1625 x * 0.3415 起始暂态电流 冲击电流 I I * I B  3.1625 300  2.3816kA 3230 i im  k im 2I1.8 22.38166.0616kA 短路电流最大有效值 I im 1.52I1.522.3816  3.6200kA （3）误差分析 答在手动短路潮流计算是近似计算，在正常工作时负荷电流比较小，和短路电 流比起来比较小，所以在手算潮流计算时通常将负荷电流忽略。在等值计算时忽 略负荷，忽略线路对地支路的影响，即线路对地电容和变压器励磁支路，忽略线 路阻抗。而在计算机计算中，这些因素都没有忽略，即短路电路的阻抗就比手算 潮流大，而电压是固定的，因此，计算机潮流计算结果就比手算潮流值小。 四、思考题 1.什么叫电力系统的横向故障是如何分类的 答常见的三相短路，两相和单相短路通常称为横向故障，它是指网络的节 点 k（也就是短路点）处出现了相与相之间或相与地之间的不正常接通情况。短 路类型常分为三相短路，两相短路，单相接地短路，两相接地短路。 2.电力系统各种短路电流计算时， 不计负荷电流与计及负荷电流，结果有什么不 同 答短路电流一般比较大，在几 KA 左右，而负荷电流较短路电流较小，一 般为几百安左右，在计算时常被忽略， 因此不计负荷电流的结果比计及负荷电流 的计算结果小一点。 3.计算机仿真模拟各种短路运算与手动进行短路计算有什么区别各有何特 点 答手动计算是近似计算，由于负荷电流远小于短路电流，所以在等值计算 时忽略负荷，忽略线路对地支路的影响，即线路对地电容和变压器励磁支路，忽 略线路阻抗。 计算机仿真模拟各种短路运算时，由于是考虑了整个系统中所有的 情况，因此计算结果比较接近于实际情况，计算会复杂一点。而手动进行短路计 算则对电路进行了化简，忽略了负荷电流的影响，这样使计算简单，但是误差会 较大。 . . .