PSCAD的电力系统仿真大作业1.doc

电力系统分析课程报告姓 名 * 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 控制科学与工程 班 级 * 指导老师 * 二一六年六月十六1同步发电机三相短路仿真计算1.1仿真模型的建立根据老师给的三相同步发电机模型做了修改（空载）。同步发电机三相短路实验仿真研究的模型如下图所示：图1.1 同步发电机三相短路仿真研究的模型1.2 PSCAD中的仿真结果1.2.1 发电机出口电压Ea。发电机出口电压Ea，如下图所示：图1.2 发电机出口电压Ea1.2.1 衰减时间常数Ta对于直流分量的影响励磁电压和原动机输入转矩Ef与Tm均为定常值1.0，且发电机空载。当运行至0.5056s时，发电机发生三相短路故障。定子三相短路电流中含有直流分量和交流分量，三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路的电阻和等值电感决定，大约0.2s。PSCAD同步发电机模型衰减时间常数Ta（Ta=0.235s）对应位置下图所示。图1.3 同步发电机参数Ta设置图 （1）当衰减时间常数Ta=0.235s时，直流分量（If）的衰减过程如下图所示。图1.4 直流分量的衰减波形 （2）当衰减时间常数Ta=0.125s的参数设置、直流分量（If）的衰减过程如下图所示。图1.3 同步发电机参数Ta设置图 图1.4 直流分量的衰减波形 1.2.2 短路时间不同的影响同步发电机出口三相短路的时间不同对三相短路电流的影响：短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大；直流分量的起始值与短路时间的电流相位直接关系。短路时间参数设置如下图所示： 图1.5 短路时间参数设置1）当0.5056s时发生三相短路，电流波形如下图所示： 图1.6 三相短路电流波形2） 当0.8065s时发生三相短路，电流波形如下图所示：图1.7 三相短路电流波形1.2.3 Xd、Xd、Xd对短路电流的影响(1) Xd不同的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示： 图1.8 Xd的参数设置仿真波形如下图所示：图1.9 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.10 Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示图1.11 三相短路电流波形（2）Xd的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示： 图1.12 Xd的参数设置Xd=0.314时三相短路电流的波形如下图所示：图1.13 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.14 Xd的参数设置Xd=1.01时，三相短路电流的波形如下图所示：图1.15 三相短路电流波形（3）Xd的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.16 Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示：图1.17 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.18 Xd的参数设置Xd=0.9时三相短路电流的波形如下图所示：图1.19 三相短路电流波形1.2.4 衰减时间常数Td、Td的影响（1）不同Td时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。衰减时间常数Td参数设置如下图所示：图1.20 Td参数设置Td=6.55时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.21 短路励磁电流的波形衰减时间常数Td参数设置如下图所示：图1.22 Td参数设置Td=1.55时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.23 短路励磁电流的波形Td电流暂态交流分量衰减速度：图1.24 Td参数设置Td=0.039时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.25 短路励磁电流的波形Td=3.039时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.26 Td参数设置Td=3.039时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.27 短路励磁电流的波形2简单电力网络的线路故障仿真2.1仿真模型的建立2.1.1仿真模型的如下图所示：图2.1 仿真模型2.1.2参数设置（1）电源M的参数如下图设置：图2.2 电源M的参数设置 额定电压94.16kv，Z=6.666+j46.666 ohm 电源电压初相位为度度，把阻抗转化为幅值和相角的表示方法进行参数设置如上图。（2）电源N的参数如下图设置：图2.3 电源N的参数设置 额定电压94.16kv，Z=2.333+j65.333ohm 电源电压初相位为负30度，把阻抗转化为幅值和相角的表示方法进行参数设置如上图。（3）输电线路（型等值电路）参数对应在仿真模型中的设置位置如图：图2.4 位置的参数设置 在求正序容抗和零序容抗时就行了一定的换算得如图设置数据。（4）故障设置如下：图2.5 故障的参数设置2.1.3 仿真图（1） 电源M电压初相位为0度，电源N电压初相位为负30度。短路类型为三相故障；A相接地；BC两相故障。三相故障，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下图所示。故障时间开始是t=0.2s。图2.6 线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图A相接地时，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下。故障时间开始是t=0.2s。图2.7 线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图BC两相故障时，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下。故障时间开始是t=0.2s。图2.8 线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图（2） 两端系统电势夹角取，令电机N初相角为负15度，且是A相短路各波形图如下。图2.9 A相短路各波形图3课程学习心得通过对本次电力系统分析这门课的学习，我对电力系统分析有了更加深入的理解。对电力系统的暂态分析的知