电力系统横向故障分析实验.doc
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电力系统基础实验报告电力系统横向故障分析实验 姓名:xxx学号:xxxxx班级:xxxxxx任课老师:xxx实验2 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=18/242,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:0.04/km,电抗:0.3256/km。发电机:按汽轮机默认参数辐射形网络主接线图其参数设定分别为:(1)、发电机参数设置:变压器B1参数设置:(3)变压器B2参数设置:(4)电压互感器参数设置:(5)电流互感器参数设置:(6)线路参数的设置:(7)负荷参数设置: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。单相(a相)接地短路:Ua=0,Ib=Ic=0,复合序网为各序网络的串联, 因此故障相短路相电流为正序网络相电流的3倍。非故障相对地电流为零,故障相对地电压为零, 非故障相对地电压相等,由于X0和X2, 所以其值较正常时升高,其相位差也发生了变化,不再是120,而与X0/X1有关。 两相(b相和c相)相间短路:Ia=0,Ib+Ic=0,Ub=Uc,复合序网为正序和负序网络的串联,由于零序电流没有通路,所以没有零序网络。故障相电流为正序网络电流的倍,而非故障相电压等于故障前电压,故障相电压只是非故障相电压的一半而且方向相反。 两相(b相和c相)接地短路:Ia=0,Ub=Uc=0,复合序网为三序网络的6并联。故障相电流大小相等,相位差与X2和X0有关,非故障相电压为正序电压的3倍。 三相短路:故障点出三相电压均为零,短路电流各相大小相等,相位仍差120,仍然为对称的,且等于正序电流。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,当故障距离为99%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12个周期内波形,计算故障点短路电流周期分量值。答: 从以上图中计算短路电流的计算方法:从相应波形中选取比较完整的两个周期的波形,用鼠标在图中可获得第一个周期内正峰值ipmH,负峰值ipmL,则ipm1=(ipmH ipmL)/2,同理在第二周期可求得ipm2,然后取ipm1和ipm2的平均值作为该波形的峰值,除以即为有效值。如上图所示,取电流周期分量最大值0.75kA,电流周期分量最小值-0.8kA,所以故障点短路电流周期分量值0.538A。 (2)手动计算故障点周期电流起始值。所以故障点短路电流周期分量值为解: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:手动计算存在误差:一方面,在等值电路中忽略发电机、变压器和输电线路的电阻,不计输电线的电容,略去了变压器的励磁电流,负荷制作近似估计;另一方面,在标幺参数计算方面在选取各级额定电压作为基准电压时,忽略各元件的额定电压和相应电压等级平均额定电压的区别,认为变压器变比等于其对应侧平均额定电压之比,即所有元件仅用电抗表示,简化了电路但同时也带来了误差,与仿真软件计算相比误差大。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: 手动计算式近似计算,由于负载远小于短路电流,所以在等值计算时忽略负载,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计算时,由于考虑了整个系统所有的情况,因此计算结果比较接近实际情况,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,忽略了负载电流的影响,这样使计算简单,但是误差会较大。- 配套讲稿:
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