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1、实验七 电力系统短路故障及暂态稳定实验（单机一无穷大，综合型，2学时）1、实验目的（1）通过实验使课堂理论教学与实践结合，加深对电力系统暂态稳定内容 的理解；（2）通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施;（3）用数字式记忆示波器测出短路时短路电流的波形图，并进行分析；（4）通过对实验中各种现象的观察，培养理论结合实际及分析问题的能力。2、实验原理（1）电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机 能否继续保持同步运行的问题。本实验采用电力系统一次接线方案如图6-1所示。（2）在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。正常运行时发电机功率特性为：P1=（EoXU
2、o）XsinO 1/X1；短路运行时发电机功率特性为：P2=（EoXUo）Xsin6 2/X2；故障切除发电机功率特性为：P3=（EoXUo）Xsin6 3/X3；对这三个公式进行比较可以知道：决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性 有关。而系统保持稳定条件是切除故障角0 c小于0 max，6 max可由等面积原 则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗X2不同， 同时切除故障线路不同也使X3不同，6 max也不同，使对故障切除的时间要求 也不同。3、内容与方法首先将调速器和励磁调节器全部设为“手动”方式！ ！（1）短路类型对暂态稳定的影响本实验台通过对操作台上的短路选择按
3、钮的组合可进行单相接地短路，两相 相间短路，两相接地短路和三相短路试验。固定短路地点、短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷 大电网联网运行时，某一回线发生某种类型短路，经一定时间切除故障成单回 线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。在于动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力， 测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比 较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析 比较。Pmax为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表的读数，当系统出于振 荡临界状态时，记录有功表读数，最大
4、电流读数可以从微机保护装置读出，具体 显示为：GA-xxx A相过流值GB-xxx B相过流值GC-xxx C相过流值GL- 非单相过流值微机保护装置的整定值代码如下：01：过流保护动作延迟时间02：重合闸动作延迟时间03：过电流整定值04：过流保护投切选择05：重合闸投切选择另外，短路时间TD由面板上“短路时间”继电器整定为0.2s。微机保护装 置的具体整定参数为表7-1。表7-1微机保护装置的整定值整定值代码0102030405T D整定值0.1s/3.19/5.00(A)ONOFF0.2s表7-2单相接地短路、短路切除时间0.1s（双回路运行）Pmax(kW)稳定不稳定最大短路电流（A）
5、1.82.0表7-3三相短路、短路切除时间0.1s （双回路运行）P (kW)稳定不稳定最大短路电流（A）1.82.0（2）故障切除时间对暂态稳定的影响固定短路地点、短路类型和系统运行条件，通过调速器的增速按钮增加发电 机向电网的出力，在测定不同故障切除时间（在微机保护装置中整定）能保持系 统稳定时发电机所能输出的最大功率，分析故障切除时间对暂态稳定的影响。（3）单相自动重合闸提高暂态稳定的影响在电力系统的故障中大多数是送电线路（特别是架空线路）的“瞬时性” 故障，除此之外也有“永久性故障”。对瞬时性故障，微机保护装置切除故障线路后，经过延时一定时间将自动重 合原线路，从而恢复全相供电，提高了
6、故障切除后的功率特性曲线。通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，观察它对提高暂态 稳定的作用，观察它对提高暂态稳定的作用。另外，短路时间TD由面板上“短路时间”继电器整定为0.2s。微机保护装 置的具体整定参数为表7-6。实验室结果数据填入表7-7。表7-6微机保护装置的整定值整定值代码0102030405Td整定值0.1s2.0s3.19/5.00(A)ONON0.2s4、实验报告要求（1）分析不同短路类型对系统的稳定性的影响；（2）分析不同短路切除时间对系统的稳定性的影响;（3）比较分析短路时短路电流的波形图；（4）分析单相自动重合闸提高暂态稳定机理。注意事项：（1）实验前后，要注意机组启停、并列与解列等操作；（2）对失步处理的方法如下：通过励磁调节器增磁按钮，使发电机的电压增大；如 系统没处于短路状态，且线路有处于断开状态的，可并入该线路减小系统阻抗；通过调速 器的减速按钮减小原动机的输入功率。
电力系统短路故障及暂态稳定实验
