电力系统基础实验指导书.docx
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电力系统基础实验指导书.docx
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电力系统基础实验指导书
电力系统基础课程
实验指导书
济南大学自动化与电气工程学院
2013年11月
总体要求:
1、11-12周完成试验一,13-14周完成试验二,15-16周完成试验三。
17周的周三(12.25日)将三次实验的报告一并交齐。
平时成绩由作业、出勤和实验报告三部分构成。
2、所有实验内容应独立完成,有疑问可以讨论或者向老师提问,实验报告必须独自完成。
3、实验报告用专门的实验报告纸完成,要求手写,需要粘贴的实验结果曲线和图片除外。
实验一学习PSCAD软件的使用
一、实验目的
1、了解目前常用的电力系统计算、仿真软件,及各自的适用场合;
2、掌握PSCAD软件的使用方法。
二、实验内容
1、搜集资料,汇总常用电力系统计算、仿真软件的名称、开发者、主要功能等信息;
2、安装PSCAD软件;
3、在PSCAD中建立仿真模型。
三、实验方法和步骤
1、搜集资料,汇总常用电力系统计算、仿真软件的名称、开发者、主要功能等信息;
2、阅读PSCAD软件的帮助、《PSCAD详细使用教程》以及其他相关文档,熟悉PSCAD/EMTDC软件的基本功能、数据结构和操作方法;
3、在PSCAD界面中建立仿真模型,可以自己设计,也可以建立实验二中要用到的模型。
运行所建立的模型,输出任意节点的电压和任意线路的电流波形。
四、实验报告
1、列写出至少5种电力系统中常用的计算仿真软件的名称、并简单介绍各自的特点和适用范围(不少于500字);
2、将在PSCAD软件建立的仿真模型拷贝到图片中打印粘贴到实验报告中;
3、汇总模型中采用的线路、变压器模型及其参数,并绘制出等效电路图。
实验二电力系统潮流计算及分析实验
一、实验目的
1、掌握电力系统主接线电路的建立方法
2、掌握辐射形网络的潮流计算方法;
3、比较计算机潮流计算与手算潮流的差异;
4、掌握不同运行方式下潮流分布的特点。
二、实验内容
1、辐射形网络的潮流计算;
2、不同运行方式下潮流分布的比较分析
三、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):
G1:
300+j180MVA(平衡节点)
变压器B1:
变比=18/110,Uk%=14.3%,Pk=230KW,P0=150KW,I0/In=1%;
变压器B2、B3:
Un=15MVA,变比=110/11KV,Uk%=10.5%,Pk=128KW,P0=40.5KW,I0/In=3.5%;
负荷F1:
20+j15MVA;负荷F2:
28+j10MVA;
线路L1、L2:
长度:
80km,电阻:
0.21Ω/km,电抗:
0.416Ω/km,电纳:
2.74×10-6S/km。
辐射形网络主接线图
2、辐射形网络的潮流计算
(1)调节发电机输出电压,使母线A的电压为115KV,运行PSCAD进行系统潮流计算,在监控图页上观察计算结果,并填入下表:
项目
潮流计算结果
变压器B2
输入功率
输出功率
变压器B3
输入功率
输出功率
线路L1
输入功率
输出功率
线路L2
输入功率
输出功率
(2)手算潮流:
变压器B2(B3)潮流计算:
线路L1(L2)潮流计算:
(3)计算比较误差分析
3、不同运行方式下潮流比较分析
(1)实验网络结构图如上。
由线路上的断路器切换以下实验运行方式:
双回线运行(L1、L2均投入运行)
单回线运行(L1投入运行,L2退出)
对上述两种运行方式分别运行潮流计算功能,将潮流计算结果填入下表:
潮流
运行方式
双回线运行
单回线运行
变压器B2
输入功率
输出功率
变压器B3
输入功率
输出功率
线路L1
输入功率
输出功率
线路L2
输入功率
输出功率
母线A电压
母线B电压
母线B电压
(2)比较分析两种运行方式下线路损耗、母线电压情况
四、思考题
1、辐射型网络的潮流计算的步骤是什么?
2、试分析比较手动潮流计算方法与计算机潮流计算方法的误差,并分析其根源。
3、电力网络的节点类型有那些?
试比较分析其特点。
4、对潮流进行控制一般都有哪些措施?
五、实验报告
1、记录2
(1)的潮流计算结果;记录2
(2)的手算潮流计算结果;比较二者计算的误差大小,分析误差的来源;
2、记录3
(1)的潮流计算结果;比较两种运行方式下线路损耗大小,母线电压的高低情况。
实验三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、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:
17.25V;
变压器B1:
Un=360MVA,变比=18/220,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,分别完成以下内容(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。
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个周期内波形,计算故障点短路电流周期分量值。
(2)手动计算故障点周期电流起始值。
(3)误差分析
四、思考题
1.什么叫电力系统的横向故障?
是如何分类的?
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?
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?
五、实验报告
1、记录2
(1)-(4)四种故障情况下的电流电压波形;拷贝到图片中打印粘贴到实验报告中。
2、记录步骤3
(1)、
(2)中的故障点短路电流周期分量值结果,包括仿真结果和手算结果;分析误差的大小和误差来源;将步骤3中的仿真结果拷贝到图片,打印粘贴到实验报告中。
附录:
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