电力系统横向故障分析实验

1 实验实验 2 2 电力系统横向故障分析实验电力系统横向故障分析实验 班 级 电气 1308 学 号 13291237 姓 名 候得强 实验日期 2016 5 28 2 一 实验目的一 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 3 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 4 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 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 单相接地短路 当 A 相发生接地短路时故障点 A 相电压降为零 若系统为中 性点不接地系统 即 Xff 0 由公式可知 单相短路电流减为零 非故障相 即 BC 两相电压上升为线电压 故障切除后各相电压水平较原来升高 这是中 性点电位升高导致的 两相相间短路 两个故障相电压相同 相间电压为两者矢量和 同时由于短 路造成阻抗值的大幅度下降 使得故障电流值很大 两相接地短路 两故障相电压为零 故障电流升高 非故障相电压变化 若 是中性点不接地系统则非故障相电压升高为正常电压的 1 5 倍 但仍小于单相 接地时电压的升高 三相短路 三相短路是对称短路 当短路发生时 三相的电压相等 电流升 高 其三相的周期电流分量相等 而电流非周期分量不相等 它的值在短路瞬 间最大 而在暂态过程中以时间常数 Ta 按指数规律衰减 并且最后衰减为零 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 6 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 周期电流稳态值为 2200A arctan 0 3256 0 04 83 ip Att Ipm 83100sin2 2sin 2 手动计算故障点周期电流起始值 取 计算各元件电抗的标幺值 100 B SMVA avB VV 发电机 0368 0 85 0 300 10013 0 1 x 变压器 0397 0360 100100 3 14 21 xx 无故障线路 062 0230 1001003256 0 2 3 x 故障线路 06155 0230 1001003256 0 2 4 x 转移电抗 1073 0 06155 0 5 00397 0 0368 0 Gf x 计算电抗 3786 0 100 85 0 3001073 0 Gjs x 查表得 81 2 0 G I 7 故障点周期电流起始值 49 2 2303 85 0 30081 2 0 0 KAIII NG G 3 误差分析 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 其结果差别不大 一般短路电流都在几 KA 以上 正常的负荷电流电流也 就几百 计算短路时也无法考虑到负荷电流 负荷电流与段路电流是两种不同 状态下的电流 短路时只考虑电感的大小 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 利用计算机软件进行各种短路运算更加简便快捷并且误差小 手动运算由 于手算的精确度问题 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