电力系统分析实验指导书_2014修订版

1、电力系统分析实 验 指 导 书北京交通大学 电气工程学院电气工程综合实验中心实验1 电力系统运行方式及潮流分析实验一、 实验目的1、 掌握电力系统主接线电路的建立方法2、 掌握辐射形网络的潮流计算方法；3、 比较计算机潮流计算与手算潮流的差异；4、 掌握不同运行方式下潮流分布的特点。二、 实验内容1、 辐射形网络的潮流计算；2、 不同运行方式下潮流分布的比较分析三、 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）：G1：300+j180MVA（平衡节点）变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/121，Uk=14.3，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1；变压

2、器B2、B3：Sn=15MVA，变比=110/11 kV，Uk=10.5，Pk=128kW，P0=40.5kW，I0/In=3.5；负荷F1：20+j15MVA；负荷F2：28+j10MVA；线路L1、L2：长度：80km，电阻：0.21/km，电抗：0.416/km，电纳：2.7410-6S/km（注意转换）。辐射形网络主接线图2辐射形网络的潮流计算（1）调节发电机输出电压，使母线A的电压为115kV，运行DDRTS进行系统潮流计算，在监控图页上观察计算结果，并填入下表：项目DDRTS潮流计算结果变压器B2输入功率变压器B2输出功率变压器B3输入功率变压器B3输出功率线路L1输入功率线路L1

3、输出功率线路L2输入功率线路L2输出功率（2）手算潮流： 变压器B2（B3）潮流计算：线路L1（L2）潮流计算：（3）计算比较误差分析3不同运行方式下潮流比较分析（1）实验网络结构图如上。由线路上的断路器切换以下实验运行方式： 双回线运行（L1、L2均投入运行） 单回线运行（L1投入运行，L2退出）对上述两种运行方式分别运行潮流计算功能，将潮流计算结果填入下表：潮流运行方式双回线运行单回线运行变压器B2输入功率变压器B2输出功率变压器B3输入功率变压器B3输出功率线路L1输入功率线路L1输出功率线路L2输入功率线路L2输出功率母线A电压母线B电压母线B电压（2）比较分析两种运行方式下线路损耗、

4、母线电压情况四、 思考题1、 辐射型网络的潮流计算的步骤是什么？2、 试分析比较手动潮流计算方法与计算机潮流计算方法的误差，并分析其根源。3、 电力网络的节点类型有那些？试比较分析其特点。4、 对潮流进行控制一般都有哪些措施？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：220k

5、V；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25kV；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

6、“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。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。

7、（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。 （2）手动计算故障点周期电流起始值。（3）误差分析四、思考题1.什么叫电力系统的横向故障？是如何分类的？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？ 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？实验3 暂态稳定分析实验一、 实验目的进一步认识电力系统暂态失稳过程，学会绘制摇摆曲线；掌握影响电力系统暂态稳定的因素，掌握故障切除时间（角）对电力系统暂态稳定的影响；掌握提高电力系统暂态稳定的方法。二、实验内容 电力系统暂态失稳实验； 故障类型对电力系统暂态稳定的影响；电力系统

8、暂态稳定的影响因素实验。三、实验使用工程文件及参数 工程文件名：暂态稳定分析实验，输入参数（如图15-6）：G1：300+j180MVA（PQ节点）变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/242 kV，Uk=14.3，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1；变压器B2：Sn=360MVA，变比=220/18kV，Uk=10.5，Pk=128kW，P0=40.5kW，I0/In=3.5；固定频率电源S：Un=18 kV（平衡节点）；线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.02/km，电抗：0.3256/km，电纳：2.7410-6S/km。四、实验方法和步骤 电力系统暂态失稳

9、实验打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件。该工程中有一个双回线网络，并带有一个故障点，模拟电力系统发生故障后的暂态失稳现象。网络结构图如图15-6所示，输入给定参数，完成实验系统建立。 图15-6 带故障点双回路网络结构图运行仿真，在输出图页上观察故障前系统稳定运行时的电压、电流波形，以及在发生故障后，系统失稳状态的电压、电流波形，并将电压电流波形记录到图15-7和图15-8(仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：0.5秒；故障距离：50；故障类型：三相短路)。图15-7 故障前稳定运行时波形图图15-8 故障失稳运行时波形图 故障类型对电力系统暂态稳定的影响实验模型中，在故障点

10、设置不同类型短路，按表15-6运行仿真，观察结果，记录波形。(故障跳闸：仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：0.5秒；故障距离：50；断路器第一次动作时间（分闸）：5.5秒；故障不跳闸：仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：10秒；故障距离：50；)表15-6 不同类型故障对暂态稳态的影响（故障前/故障时/故障后电压电流输出波形、发电机输出功率波形）单相短路两相短路两相接地短路三相短路故障跳闸故障不跳闸结论电力系统暂态稳定的影响因素实验打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件，该工程中有一个双回线网络，并带有一个故障点，网络结构图如图15-9所示，输入给定参数，完成实验系统建立。将发电机的有功功率P设置为0，调整发电机电压为18KV，仿真时间为15秒，故障时刻为第5秒，故障持续时间为0.5秒，故障距离为50。图15-9 双回路带故障的结构图a 运行仿真，在监控图页上不断改变发电机的输出功率，通过短路故障来得出暂态稳定极限功率。分别进行以下类型的故障：单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路，分别求出相应的暂态稳定极限。b 将故障持续时间改为1.0秒，重复a的实验内容，并求出各种故障条件下的暂态稳定极限。c