【2018年必威体育精装版整理】电力系统横向故障分析实验.doc

电力系统基础实验报告 电力系统横向故障分析实验 姓名：xxx 学号：xxxxx 班级：xxxxxx 任课老师：xxx 实验2 电力系统横向故障分析实验 一、实验目的 对电力系统各种短路现象的认识； 掌握各种短路故障的电压电流分布特点； 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：220KV；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25V； 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：0.04Ω/km，电抗：0.3256Ω/km。 发电机：按汽轮机默认参数 辐射形网络主接线图 其参数设定分别为： （1）、发电机参数设置： 变压器B1参数设置： （3）变压器B2参数设置： （4）电压互感器参数设置： （5）电流互感器参数设置： （6）线路参数的设置： （7）负荷参数设置： 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“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。 单相（a相）接地短路：Ua=0，Ib=Ic=0，复合序网为各序网络的串联， 因此故障相短路相电流为正序网络相电流的3倍。非故障相对地电流为零，故障相对地电压为零， 非故障相对地电压相等，由于X0和X2， 所以其值较正常时升高，其相位差也发生了变化，不再是120°，而与X0/X1有关。 两相（b相和c相）相间短路：Ia=0，Ib+Ic=0，Ub=Uc，复合序网为正序和负序网络的串联，由于零序电流没有通路，所以没有零序网络。故障相电流为正序网络电流的倍，而非故障相电压等于故障前电压，故障相电压只是非故障相电压的一半而且方向相反。 两相（b相和c相）接地短路：Ia=0，Ub=Uc=0，复合序网为三序网络的6并联。故障相电流大小相等，相位差与X2和X0有关，非故障相电压为正序电压的3倍。 三相短路：故障点出三相电压均为零，短路电流各相大小相等，相位仍差120°，仍然为对称的，且等于正序电流。 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，当故障距离为99%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。 根据故障后1－2个周期内波形，计算故障点短路电流周期分量值。 答： 从以上图中计算短路电流的计算方法：从相应波形中选取比较完整的两个周期的波形，用鼠标在图中可获得第一个周期内正峰值ipmH,负峰值ipmL,则ipm1=(ipmH —ipmL)/2,同理在第二周期可求得ipm2，然后取ipm1和ipm2的平均值作为该波形的峰值，除以即为有效值。 如上图所示，取电流周期分量最大值0.75kA，电流周期分量最小值-0.8kA，所以故障点短路电流周期分量值0.538A。 （2）手动计算故障点周期电流起始值。 所以故障点短路电流周期分量值为 解：SB=300MVA，VB=VAV 起始暂态电流 冲击电流 短路电流最大有效值 （3）误差分析 答：手动计算存在误差：一方面，在等值电路中忽略发电机、变压器和输电线路的电阻，不计输电线的电容，略去了变压器的励磁电流，负荷制作近似估计；另一方面，在标幺参数计算方面在选取各级额定电压作为基准电压时，忽略各元件的额定电压和相应电压等级平均额定电压的区别，认为变压器变比等于其对应侧平均额定电压之比，即所有元件仅用电抗表示，简化了电路但同时也带来了误差，与仿真软件计算相比误差大。 四、思考题 1.什么叫电力系统的横向故障？是如何分类的？ 答：常见的三相短路，两相和单相短路通常称为横向故障，它是指网络的节点k（也就是短路点）处出现了相与相之间或相与地之间的不正常接通情况。短