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 F1:100+j42MVA;负荷处母 线电压:17.25kV; 变压器 B1:Un=360MVA,变比=18/242,Uk%=14.3%,Pk=230kW,P0=150kW, I0/In=1%; 变压器 B2:Un=360MVA,变比=220/18,Uk%=14.3%,Pk=230kW,P0=150kW, I0/In=1%; 线路 L1、L2:长度:100km,电阻:0.04Ω/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)21.36kA 。 在第二个周期i pmh 2.1kA,i pmL 0.75kA, 所以i pm2 (i pmh i pml)21.425kA 。 对两个周期求平均值:i pm (i pm1 i pm2)21.3925kA 。 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:SB=300MVA,VB=VAV 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 B0.32561000.0923 222V B 2230 . . . x * 0.130.1192 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 3230 i im k im 2I 1.8 22.38166.0616kA 短路电流最大有效值 I im 1.52I 1.522.3816 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。 . . .