电力系统实验报告

电力系统分析实验指导书 课程编号成绩课程作业课 程 名 称 电力系统分析 院 部 名 称 机电工程学院 专 业 电气工程及其自动化 班 级 13级2班 学 生 姓 名 陈祥 学 号 课程考核地点 2234 任 课 教 师 张静 金陵科技学院教务处制实验一 电力系统分析计算一 实验目的1. 掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.2. 通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模型。3. 掌握多级电力网络的等值电路计算方法。4. 理解有名制和标幺制。二 实验内容1电力线路建模有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。2多级电力网络的等值电路计算部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。线路额定电压电阻(欧/km)电抗(欧/km)电纳(S/km)线路长度（km)L1（架空线）220kv0.080.4062.81*10-6200L2（架空线）110kV0.1050.3832.81*10-660L3（架空线）10kV0.170.38忽略15变压器额定容量Pk(kw)Uk%Io%Po(kW)T1180MVA893130.5175T263MVA28010.50.6160三 实验设备1 PC一台2 Matlab软件四 实验记录1电力线路建模画出模型图，并标出相应的参数值。将计算结果填入下表电阻(欧)电抗(欧)电纳(S)电阻(欧)电抗(欧)电纳(S)电阻(欧)电抗(欧)电纳(S)60 km200km500km模型115.7525.381.614*10-452.584.65.38*10-4131.25211.51.354*10-32作出等值电路仿真模型，线路采用中等长度模型，用字母标出相应的参数 以220KV为基本级，按精确求解要求，求出有名制和标幺制表示的各参数值。（注意有些量要归算）。按下表填入计算数据。用下标标示相应的线路和变压器。参数名称变压器T1的电抗变压器T2的电抗线路L1的电阻线路L1的电抗线路L1的电纳有名制8.74欧20.167欧4欧20.3欧2.248*10-3 标幺制0.721.670.3021.5352.973*10-2参数名称线路L2的电阻线路L2的电抗线路L2的电纳有名制6.3欧22.98欧1.686*10-4标幺制0.4771.742.23*10-3参数名称线路L3的电阻线路L3的电抗线路L3的电纳有名制308.55欧689.7欧0标幺制23.12951.7010五 讨论1 比较计算数据，讨论模型的适用条件。答：短电力线路：长度不超过100km的架空电力线路，线路额定电压为60kV及以下；中等长度电力线路：线路电压为110220kV，架空电力线路长度为100300km，电缆电力线路长度不超过100km的电力线路，可视为中等长度的电力线路；长电力线路：一般长度不超过300km的架空电力线路和长度超过100km的电缆电力线路称为长线路。2 什么是有名制？什么是标幺制？电力系统元件的有名值和标幺值有什么关系？答：进行电力系统计算时，采用有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算的。称为有名制； 进行电力系统计算时，采用没有单位的阻抗、导纳、电压、电流、功率等进行运算的。称为标幺制。 标幺制=有名制/基准值实验二 无限大电源供电系统仿真模型分析六 实验目的5. 学习Matlab仿真方法。6. 初步掌握电力系统时域分析工具。7. 对无限大电源供电系统出现的故障进行仿真分析。七 实验内容设无限大电源供电系统电路如图1，仿真分析在变压器低压母线发生三相短路故障时三相短路电流的变化情况。图1无限大电源供电系统短路故障仿真图1.三相电压源元件参数电压有效值A相相位（正序）频率连接方式内阻抗110KV050Yg0.00529+j0.2.输电线路(RLC branch)参数电阻R(Ohm)电感L(H)电容C(F)测量值RLC8.50.0640.none3.三相电路短路故障发生器（无对地故障）RonTran statusTran times测量值RpCp0.000011 0.02none1e6inf4.三相双绕组变压器（标幺值）功率和频率Wing1wing2连接方式Wing1参数Wing2参数20e6,50Y1.1e+005,0.0033,0.05211000,0.0033,0.0525.仿真参数Start timeStop timeTypeRelative tolerance 其它00.2Variable-step,ode23t(stiff/NDF)1e-3auto(三相电压电流测量模块中：电压测量：phase-to-ground,电流测量：yes)八 实验设备3 PC一台4 Matlab软件九 实验记录1. 新建仿真文件并建立仿真模型2. 三相短路分析在三相电路短路故障发生器参数中将三相故障全选中，不选择故障相接地选项。进行电路仿真，用示波器观察故障点电流波形并保存波形图，并记录三相电流的最大幅值，填入表中。A相B相C相17.1416.670.85561.三相电压源元件参数2.输电线路(RLC branch)参数3.三相电路短路故障发生器（无对地故障）4.三相双绕组变压器（标幺值）4.波形图实验三 电力系统故障仿真分析十 实验目的8. 学习Matlab仿真方法。9. 初步掌握电力系统时域分析工具。10. 对三相接地短路故障进行仿真分析。十一 实验内容设某部分电力线路的简化等值电路如图所示。用Matlab仿真工具建立模型，并仿真线路出现三相接地短路时短路点的电流电压的变化情况。简单三相接地短路电路图模型1.交流电压源元件参数电压峰值/V相位/rad频率/Hz采样时间/S测量值110050002.串联RLC参数电阻R/欧姆电感L/H电容C/F测量值RLC1535e-31e-6Branch currentRLC15105e-31e-6Branch current3.仿真参数Start timeStop timeTypeRelative tolerance 其它00.1Variable-step,ode15s(stiff/NDF)1e-3auto4.三相电路短路故障发生器（有对地故障）RonTran statusTran times测量值RpCpRg0.0011 0 0.02 0.05none1e6inf0.001十二 实验设备5 PC一台6 Matlab软件十三 实验记录1 新建仿真文件并建立仿真模型2 设置仿真参数(见第一页)3 观察仿真波形图分别仿真出短路点电压波形和电流波形，测量求出各相短路电流的最大值。电压电流1. 交流电压源元件参数2. 串联RLC参数（RLC1）（RLC）3. 三相电路短路故障发生器（有对地故障）十四 讨论3 什么叫冲击电流？答：短路电流的可能最大瞬时值称短路的冲击电流。4 什么叫短路电流的最大有效值？答：短路后第一个周期内短路电路非周期分量的有效值最大，取第一个周期的中点，即t=T/2的瞬时值，得到的电流为短路电路的最大有效值5 什么叫短路功率？答:短路功率为短路电流和网络额定电压的乘积。实验四 电力系统不对称故障分析十五 实验目的11. 学习Matlab仿真方法。12. 初步掌握电力系统时域分析工具。13. 对电力系统出现的不对称故障进行仿真分析。十六 实验内容设无穷大电源的电力系统电路如图1，仿真分析在K点出现各种短路故障时电流电压的变化。图1电力系统各种短路故障仿真图1.三相电压源元件参数电压有效值A相相位（正序）频率连接方式内阻抗105KV050Y0.312+j6.63e-32.输电线路参数长度电阻R(正，零序)电感L(正，零序)电容C(正，零序)测量值RLC1100km0.01273 0.38640.937e-3 4.12e-312.7e-9 7.75e-3noneRLC260km0.01273 0.38640.937e-3 4.12e-312.7e-9 7.75e-3none3.三相电路短路故障发生器RonRgTran statusTran timesSample timeRpC0.0010.0011 0 0.01 0.0401e6inf4.三相序分量分析元件Fundamental frequenceHarmomic n Sequence 501Positive Negative Zero5.仿真参数Start timeStop timeTypeRelative tolerance 其它00.1Variable-step,ode15s(stiff/NDF)1e-3auto十七 实验设备7 PC一台8 Matlab软件十八 实验记录3. 新建仿真文件并建立仿真模型4. 三相短路分析在三相电路短路故障发生器参数中将三相故障全选中，并选择故障相接地选项。进行电路仿真，用M1观察故障点电流波形，并记录三相电流的最大幅值，填入表中。A相B相C相0.0850.0750.085用M1观察故障点电压的波形。5. AB两相接地短路在三相电路短路故障发生器参数中将AB相故障全选中，并选择故障相接地选项。进行电路仿真，用M2观察三相电流的波形，画出三相电流的波形。并用示波器观察各序电流。说明各序电流之间有什么关系。4 BC相短接故障在三相电路短路故障发生器参数中将BC相故障全选中，不要选择故障相接地选项。进行电路仿真，用M2观察三相电流的波形，画出三相电流的波形。并用示波器观察各序电流。说明各序电流之间有什么关系。 5A相单相接地故障在三相电路短路故障发生器参数中将A相故障选中，并选择故障相接地选项。进行电路仿真，用M2观察三相电流的波形，并用示波器分别观察各序电流。画出各序电流。说明