實驗二實驗報告

電力系統(tǒng)分析實驗報告姓名：楊理學號：08291227班級：電氣0807實驗2電力系統(tǒng)橫向故障分析實驗一、實驗?zāi)康膶﹄娏ο到y(tǒng)各種短路現(xiàn)象的認識；掌握各種短路故障的電壓電流分布特點；分析比較仿真運算與手動運算的區(qū)別；二、實驗內(nèi)容1．各種短路電流實驗2．觀察比較各種短路時的三相電流、三相電壓；3．歸納總結(jié)各種短路的特點4．仿真運算與手動運算的比較分析三、實驗方法和步驟1．輻射形網(wǎng)絡(luò)主接線系統(tǒng)的建立輸入?yún)?shù)（系統(tǒng)圖如下）：額定電壓：220KV；負荷F1：100+j42MVA；負荷處母線電壓：17.25V；變壓器B1：Un=360MVA，變比=18/242，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；變壓器B2：Un=360MVA，變比=220/18，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；線路L1、L2：長度：100km，電阻：0.04Ω/km，電抗：0.3256Ω/km。發(fā)電機：按汽輪機默認參數(shù)2．短路實驗波形分析利用已建立系統(tǒng)，在L2線路上進行故障點設(shè)置，當故障距離為80％時，分別完成以下內(nèi)容（記錄波形長度最少為故障前2周期，故障后5周期）：（1）設(shè)置故障類型為“單相接地短路”，運行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（2）設(shè)置故障類型為“兩相相間短路”，運行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（3）設(shè)置故障類型為“兩相接地短路”，運行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（4）設(shè)置故障類型為“三相短路”，運行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（5）根據(jù)不同故障情況下電流電壓輸出波形，歸納各種情況下故障電流電壓的特點。單相（a相）接地短路：Ua=0，Ib=Ic=0，復合序網(wǎng)為各序網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)，因此故障相短路相電流為正序網(wǎng)絡(luò)相電流的3倍。非故障相對地電流為零，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓相等，由于，所以其值較正常時升高，其相位差也發(fā)生了變化，不再是120°，而與有關(guān)。兩相（b相和c相）相間短路：Ia=0，Ib+Ic=0，Ub=Uc，復合序網(wǎng)為正序和負序網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)，由于零序電流沒有通路，所以沒有零序網(wǎng)絡(luò)。故障相電流為正序網(wǎng)絡(luò)電流的倍，而非故障相電壓等于故障前電壓，故障相電壓只是非故障相電壓的一半而且方向相反。兩相（b相和c相）接地短路：Ia=0，Ub=Uc=0，復合序網(wǎng)為三序網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)。故障相電流大小相等，相位差與有關(guān)，非故障相電壓為正序電壓的3倍。三相短路：故障點出三相電壓均為零，短路電流各相大小相等，相位仍差120°，仍然為對稱的，且等于正序電流。3．短路故障比較分析利用已建立系統(tǒng)，在L2線路上進行故障點設(shè)置，當故障距離線路末端時，設(shè)置故障類型為“三相短路”，運行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄故障點電壓電流的波形。（1）根據(jù)故障后1－2個周期內(nèi)波形，計算故障點短路電流周期分量值。如上圖所示，取電流周期分量最大值2.4kA，電流周期分量最小值-1.2kA，所以故障點短路電流周期分量值為（2）手動計算故障點周期電流起始值。計算各元件參數(shù)：取，發(fā)電機取1.05，發(fā)電機端電抗取0.13，負荷次暫態(tài)電流忽略不計發(fā)電機：變壓器：線路：等效電路圖:由負荷提供的短路電流：起始次暫態(tài)電流標幺值：起始次暫態(tài)電流有名值：對比軟件計算與手動計算，兩者在誤差允許的范圍內(nèi)是近似相同的。（3）誤差分析手動計算存在誤差：一方面，在等值電路中忽略發(fā)電機、變壓器和輸電線路的電阻，不計輸電線的電容，略去了變壓器的勵磁電流，負荷近似估計；另一方面，在標幺參數(shù)計算方面在選取各級額定電壓作為基準電壓時，忽略各元件的額定電壓和相應(yīng)電壓等級平均額定電壓的區(qū)別，認為變壓器變比等于其對應(yīng)側(cè)平均額定電壓之比，即所有元件僅用電抗表示，簡化了電路但同時也帶來了誤差，與仿真軟件計算相比誤差大。四、思考題1.什么叫電力系統(tǒng)的橫向故障？是如何分類的？電力系統(tǒng)中某節(jié)點處不正常的相與相之間或相與地之間發(fā)生通路的情況稱作橫向故障。分為三相短路、單相接地短路、兩相相間短路和兩相接地短路。2.電力系統(tǒng)各種短路故障有什么特點？短路故障對電力系統(tǒng)都有哪些危害？特點：※三相短路：對稱故障，短路電流分量三相是對稱的，通常比其他類型的故障都要大，短路點電壓為零。其他類型的故障均為非對稱的。三相短路是最嚴重的短路，但發(fā)生概率很小?！鶈蜗嘟拥囟搪罚航拥叵嚯妷簽榱悖枪收舷嚯妷合嗟?，通常情況下其值較正常時高。故障相電流為正序電流的3倍。它是電力系統(tǒng)中最常見的一類短路，占短路次數(shù)的80%以上?！鶅上嘞嚅g短路：通常情況下兩相短路電流是同一點三相短路電流的倍，沒有零序電流。而非故障相電壓相等且等于故障前電壓；而故障相電壓僅為非故障相電壓的一半且方向相反?！鶅上嘟拥囟搪罚汗收舷嚯妷簽榱悖枪收舷嚯妷簽檎螂妷旱谋?。故障相電流幅值相等，其大小相位與有關(guān)。危害：◆短路時產(chǎn)生很大的電動力和很高的問題,會使短路電路中的元件受到損壞,很可能引發(fā)火災(zāi)事故◆短路時電路的電壓驟降,嚴重影響電氣設(shè)備的正常運行

◆短路時保護裝置動作,如熔斷器的保險絲熔斷,將短路電路切除,這會造成停電,

而且短路點越靠近電源,停電范圍越大,造成生活的不便和經(jīng)濟上的損失

◆嚴重的短路會影響電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性,可使并列運行的發(fā)電機組失去同步,造成系統(tǒng)解列

◆不對稱短路,像單相短路和兩相短路,短路電流會產(chǎn)生較強的不平衡交變電磁場,對附近的通信線路、電子設(shè)備等產(chǎn)生電磁干擾，影響其正常運行，有可能引發(fā)誤動作3.變壓器中性點接地方式對接地短路電流的大小和分布有什么影響？為什么產(chǎn)生這樣的影響？變壓器中性點接地方式對接地短路電流中的正序和負序分量沒影響，但會使零序分量減少。變壓器中性點接地有金屬接地和經(jīng)電抗接地兩種。因為當變壓器中性點直接接地時，其零序等值網(wǎng)絡(luò)中就要把該變壓器的零序電抗考慮在內(nèi)，若通過電抗接地，則還要把3倍的電抗加在該網(wǎng)絡(luò)