华中科技大学电力系统综合实验报告

电力系统综合实验报告第一部分 综合实验台1、实验目的通过实验加深对电力系统暂态稳定性内容的理解，在对不同类型短路数据的分析中锻炼独立思考的能力，进一步了解不同短路故障对电力系统的危害。实验方式为在理想实验台上模拟最简单的电力系统暂态稳定性问题，以期巩固学生在前一阶段的学习中对相关内容的掌握。2、实验原理与接线电力系统中不同类型的短路故障引起的最大短路电流可由下式得到，推导过程可参见电力系统分析一书相关章节内容。单相接地短路：If=3EajXff1+Xff2+Xff0两相相间短路：If=3EajXff1+Xff2两相接地短路：If=31-Xff2/Xff0Xff2+Xff0EajXff1+Xff2/Xff0三相对称短路：If=EajXff1如下图1实验接线模拟了单机无穷大系统。图1单机无穷大系统3、实验结果与数据分析、不同故障类型对短路电流影响在下表中根据QF1QF6的开断来选择单机无穷大系统的运行方式。XL1接入双回线运行、XL2接入双回线运行。表格 1 短路切除时间0.5s单相接地短路实验数据QF1QF2QF3QF4QF5QF6P_max(W)I_max(A)备注1111013004.96未跳闸0101013004.44未跳闸1101113006.46A相跳闸0111113006.81A相跳闸表格 2 短路切除时间0.5s两相相间短路实验数据QF1QF2QF3QF4QF5QF6P_max(W)I_max(A)备注1111013006.07 三相跳闸0101013005.36 三相跳闸1101113006.58 三相跳闸01111130010.00 三相跳闸表格 3 短路切除时间0.5s两相接地短路实验数据QF1QF2QF3QF4QF5QF6P_max(W)I_max(A)备注1111013006.06三相跳闸0101013004.83未跳闸1101113006.23三相跳闸01111130010.1三相跳闸表格 4 短路切除时间0.5s三相短路实验数据QF1QF2QF3QF4QF5QF6P_max(W)I_max(A)备注1111013005.37三相跳闸0101013003.93未跳闸1101113005.13三相跳闸0111113009.15三相跳闸根据以上表格得出以下结论：1）在各种不同类型的短路中，系统以双回线运行时短路电流较系统单回线运行时短路电流更大，与序网分析结果一致。2）在各种不同类型的短路中，XL1接入时短路电流相对XL2接入时短路电流更小，以单相短路为例进行分析，可知接入XL阻抗越小，短路电流越大。判断实验台设置中XL1大于XL2。3）对比各组实验数据，发现短路电流大小在不同短路类型中呈现有以下关系。两相相间短路两相接地短路三相接地短路单相接地短路根据相关实验原理分析，由于Xff1Xff2Xff0，一般有三相接地短路两相接地短路单相接地短路两相相间短路。实验台中元件参数不可测量，经分析判断本次实验中负序阻抗偏小导致了两相短路电流偏大的现象发生。4）小组实验中发现通过实验台面板调节似乎无法改变内部默认参数，继电器动作阈值无法重新整定，动作电流始终为5A，导致实验中多次出现未按预期跳闸的现象发生。可能因为设备老化或内部模块未连接。、不同故障切除时间对短路电流影响表格 5 不同短路切除时间最大短路电流记录过流保护时间（s）P_max（W）I_max（A)备注0.5 3005.371.0 3005.591.2 3005.521.5 300发电机失磁由I的大小可以得到，过流保护时间越短，对系统影响越小。第二部分 动模实验记录的量：故障线路首端和末端电压电流（6个波形）电压电流的测量可以通过电压电流表计模型测量，也可以通过断路器和节点测量。实验一 ：线路出口瞬时性故障（100ms）： AN相30 ms单跳线路两侧断路器A相500ms合线路两侧断路器A相 图2 发电机测电流 图3发电机测电压图4无穷大侧电流 图5无穷大侧电压实验二： 线路出口瞬时性故障（100ms）： AB相 30 ms三跳线路两侧断路器500ms三合线路两侧断路器图6 发电机测电流 图7发电机测电压图8无穷大侧电流 图9无穷大侧电压实验三：线路出口处永久性故障（600ms）：AN相 30 ms单跳线路两侧断路器A相500ms合线路两侧断路器A相550ms三跳线路两侧断路器 图10 发电机测电流 图11发电机测电压图12无穷大侧电流 图13无穷大侧电压实验四： 线路中间50%处永久性故障（600ms）：AN相 单跳线路两侧断路器A相500ms合线路两侧断路器A相550ms三跳线路两侧断路器图14发电机测电流 图15发电机测电压图16无穷大侧电流 图17无穷大侧电压实验五： 线路中间50%处永久性故障（600ms）：AB相 30 ms三跳线路两侧断路器500ms三合线路两侧断路器550ms三跳线路两侧断路器。图18发电机测电流 图19发电机测电压图20无穷大侧电流 图21无穷大侧电压第三部分 RTDS实验1、系统参数按照实验手册要求连接实验电路并计算以下参数。、模拟比Mv=625；MI=120；MZ=5.21；MS=75000、原型参数根据模拟比求出各模型参数对应的原型参数如下表所示。表格 6 原型参数计算序号名称模型参数原型参数2发电机组容量15kVA1125MVAcos0.80.8Xd0.560.56Xd0.1320.132Xd“0.1130.1133输电线路正序电阻2.091710.8978电抗23.908124.561阻抗24125阻抗角85度85度零序电阻14.41875.118电抗57.829301.289阻抗59.6310.5阻抗角76度76度5变压器高压侧电压800V500kV低压侧电压220V6.3kV容量15kVA1125MVA电流互感器CT1变化10512005CT2变化10512005电压互感器PT1变化800V100V500kV100V连接检查无误后开机并网，系统单回线运行，稳定后从检测仪表中记录发电机发出的有功为5.399kW，无功414kvar，记录波型号。2、继电保护逻辑与实验波形分析、实验一线路出口瞬时性故障（100ms）：AN相-30ms单跳61QF的A和62QF的A-500ms合61QF的A和62QF的A 、实验二线路出口瞬时性故障（100ms）：AB相-30ms三跳61QF和62QF-500ms三合61QF和62QF、实验三线路出口处永久性故障（600ms）：AN相-30ms单跳61QF的A和62QF的A-500ms合61QF的A和62QF的A-550ms三跳61QF和62QF、实验四线路中间50%处永久性故障（600ms）：AN相-30ms单跳61QF的A和62QF的A-500ms合61QF的A和62QF的A-550ms三跳61QF和62QF 、实验五线路中间50%处永久性故障（600ms）：AB相-30ms三跳61QF和62QF-500ms三合61QF和62QF-550ms三跳61QF和62QF第四部分 小结1、动模与数模实验结果对比分析、瞬时性故障实验1和2都是瞬时性故障，波形基本一致说明动模与数模结果相似符合要求。值得说明的是实验一和实验二中，跳闸之后数模仿真中电流仍不为0，实验一中，故障线路中有较小的电流存在是由于只有A相发生跳闸BC中正常导通电流感应所致；实验，数字仿真三相跳闸后仍在故障线路中出现电流残余是由于线路两侧断路器短路阻抗未设置为无穷大所致。、永久性故障实验三中两次实验结果基本相同。2、个人心得体会这次实验使我重新复习了电力系统分析课程的相关知识点，对于许多种仿真软件有了进一步的了解。这必将对我的研究生生涯作好铺垫。通过此次实验设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在实验的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，尤其是对于一些电力系统方面的软件自学有了更深的体会。这次实验也让我明白不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。但最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。这在我们自学动模实验的过程中得到了体现。在此要感谢我们的指导老师们对我们悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。虽然