实验3暂态稳定分析实验.doc

电力系统分析 实验报告 一、 实验目的 ①进一步认识电力系统暂态失稳过程，学会绘制摇摆曲线； ②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； ③掌握提高电力系统暂态稳定的方法。 二、实验内容 ① 电力系统暂态失稳实验； ② 故障类型对电力系统暂态稳定的影响； ③电力系统暂态稳定的影响因素实验。 三、实验使用工程文件及参数 ① 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：0.02Ω/km，电抗：0.3256Ω/km，电纳：2.74×10-6S/km。 四、实验方法和步骤 ① 电力系统暂态失稳实验 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)。 建立仿真模型如下图 各参数设置如下 仿真参数设置 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 整体图 故障前 故障 故障消除后 ② 故障类型对电力系统暂态稳定的影响 实验模型①中，在故障点设置不同类型短路，按表15-6运行仿真，观察结果，记录波形。 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 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。 （1）单相短路 （2）两相短路 两相接地短路 （4）三相短路 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％。 单相故障（整体，故障前，故障失稳） 发电机（整体，故障失稳） 两相故障（整体，故障前，故障失稳） 发电机（整体，故障失稳） 两相接地故障（整体，故障前，故障失稳） 发电机（整体，故障失稳） 三相故障（整体，故障前，故障失稳） 发电机（整体，故障失稳） 结论：由以上波形可知在各种不同类型情况下，故障时输出电压电流和发电机功率波形不一样，而故障后单相短路、两相短路、和两相接地短路的电压、电流和发电机输出功率波形基本上能够达到故障前的稳定状态。只有三相短路时，发电机的功角会发生振荡并逐渐增大，最终会发散至接近180°。所以在这种情况下，系统是不能保持暂态稳定的。 ③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 将故障地点改为线路末端，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。 将以上实验a、b、c所得的暂态稳定极限填入表15-7中。 设置参数 a（1）单相接地 P=565，稳定 P=568，失去稳定 由于时间关系，以单相故障为例，利用二分法通过改变发电机的输出功率来求得暂态稳定极限功率，并记录与下表中。 表1