PSCAD的电力系统仿真大作业2

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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*******

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二〇一六年五月十三

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一、同步发电机三相短路仿真

1、仿真模型的建立

选取三一致步发电机模型，以三相视图表示。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。同步发电机三相短路试验仿真模型如图1所示。

图1同步发电机三相短路试验仿真模型

2、发电机参数对仿真结果的影响及分析2.1衰减时间常数Ta对于直流分量的影响

三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律一致，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

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同步发电机模型衰减时间常数Ta对应位置如图3所示（当前Ta=0.278s）。

图3同步发电机模型参数Ta对应位置

1）Ta=0.278s时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图4所示。

图4Ta=0.278s发生短路If波形

2）Ta=0.0278s时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图5所示。

图5Ta=0.278s发生短路If波形

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2.2短路时刻的不同对短路电流的影响

由于短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大，而直流分量的起始值于短路时刻的电流相位有关，即直流分量是由于短路后电流不能突变而产生的。

Pscad模型中对短路时刻的设置如图6所示

图6Pscad对于短路时刻的设置

1）当在t=0.5056时发生三相短路，三相短路电流波形如图7所示。

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图7t=0.5056时三相短路电流波形

2）当在t=0.6时发生三相短路，三相短路电流波形如图8所示。

图8t=6时三相短路电流波形

2.3Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响

1)Xd的影响

Pscad中对于Xd的设置如图9所示：

图9Pscad对于D轴同步电抗Xd的设置

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下面验证不同Xd时A相短路电流的稳定值。i.

Xd=1.014（标幺制，下同）时，仿真波形如图10所示

图10Xd=1.014时A相短路电流波形

ii.

Xd=10时，仿真波形如图11所示

图11Xd=1.014时A相短路电流波形

2）Xd`的影响

在Pscad中暂态电抗Xd`的设置如图13所示：

图13Pscad对于暂态电抗Xd的设置

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下面验证不同Xd`时A相短路电流的暂态过程。

i.

Xd`=0.314时A相短路电流的波形如图14所示：

图14Xd`=0.314时A相短路电流波形

ii.

Xd`=1时A相短路电流的波形如图15所示：

图15Xd``=1时A相短路电流波形

3）Xd``的影响

这里次暂态电抗Xd``与暂态电抗Xd`相像，Xd``影响的是短路后的次暂态过程。

在Pscad中次暂态电抗Xd``的设置如图16所示：

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图16Pscad对于次暂态电抗Xd``的设置

下面验证不同Xd``时A相短路电流的暂态过程。

i.

Xd``=0.28时A相短路电流的波形如图17所示：

图17Xd``=0.28时A相短路电流波形

ii.

Xd``=0.9时A相短路电流的波形如图18所示：

图18Xd``=0.9时A相短路电流波形

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2.4Td`、Td``对短路电流的影响

在Pscad中衰减时间常数的设置如图19所示：

图19Pscad对于衰减时间常数的设置

1）下面验证不同Td`时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。

i.

Td`=6.55时短路励磁电流的波形如图20所示