电力系统实验3实验报告.doc.doc

电力系统分析 实验报告 北京交通大学 电气工程学院 电气工程综合实验中心 实验3 暂态稳定分析实验 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)。 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 由仿真结果可以看出来，此时电压电流波形都在发生振荡。此时说明系统已经失稳了。 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。 (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％；) （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） 单项短路： 故障不跳闸： 故障前： 电压电流 发电机 图中黑线为有功，红线为无功。 系统稳定运行 故障时： 电压电流 发电机： 故障后： 电压电流 发电机： 故障跳闸： 故障前： 电压电流： 发电机： 在故障发生之前，电压电流波形依然成正弦波。功率依然为一条直线，说明此时系统稳定运行。 故障时: 电压电流： 由于故障时刻在5s处，所以观察5s之后的波形。发生故障之后，A相电压开始降低。最后降为0，而A相电流则迅速增大。 发电机： 故障时刻为5s，故观察5s 之后的波形。由仿真结果可以看出来，故障时有功和无功都发生了振荡，整体趋势呈正弦波。 故障后： 电压电流： 由于在5.5s切除故障，故要观察故障后的电压电流波形，需要观察5.5s后的波形。由仿真结果可知，在故障切除之后，电压电流波形又恢复到故障前的电压电流波形。说明故障切除之后，系统能自动恢复到原来的运行状态。说明系统能够自动恢复稳定运行。 发电机： 5.5s时刻切除故障，由波形可以看出来，故障切除之后，有功和无功开始趋于稳定，振荡也开始逐渐减小。由波形还可以看出，无功恢复比有功恢复快。 两项短路： 故障不跳闸： 故障前； 电压电流： 发电机： 系统稳定运行 故障时： 电压电流； 发电机： 系统开始失去稳定性。 故障后： 电压电流： 发电机： 由于没有切除故障使得整个系统都崩溃了，电流波形也没有恢复到原来的运行状态。有功和无功的波动比切除故障时还大。说明整个系统基本上处于崩溃状态。已经不能再恢复原来的运行状态了。 故障跳闸： 故障前： 电压电流： 发电机： 故障前电压电流和功率波形都是稳定运行的。 故障时： 电压电流； 发电机： 故障时a相和b相电压都下降，电流上升。有功和无功发生振荡，此时系统失去稳定性。 故障后： 电压电流： 发电机： 切除故障后，电流开始恢复稳定，但是电压却依然在振荡，且有很大的纹波电压。有功和无功发生振荡。说明在发生两相故障时，即使切除故障，系统也不能恢复到原来的稳定运行状态。稳定性比单相故障的差。 两项接地短路： 功率在最后会趋于稳定。 故障不跳闸： 故障就一直持续下去，且无功在故障时有一个较大波动。 故障前： 电压电流： 发电机： 稳定运行 故障时： 电压电流： 发电机： 系统电压电流波形都比较大，且无