电力系统实验报告2.docx
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电力系统实验报告2
电力系统实验报告2
电力系统实验报告
实验二电力系统横向故障分析实验
姓名:
***
学号:
********
班级:
电气1207
任课老师:
吴俊勇
实验老师:
郝亮亮
实验1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:
17.25kV;
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。
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个周期内波形,计算故障点短路电流周期分量值。
在第一个周期内
。
所以
。
在第二个周期内
,
,所以
。
对两个周期求平均值:
。
所有周期分量有效值为:
。
(2)手动计算故障点周期电流起始值
等值电路:
解:
SB=300MVA,VB=VAV
起始暂态电流
冲击电流
短路电流最大有效值
(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。
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