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1、 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 * 二一六年六月十六综合a类1同步发电机三相短路仿真计算1.1仿真模型的建立根据老师给的三相同步发电机模型做了修改（空载）。同步发电机三相短路实验仿真研究的模型如下图所示：图1.1 同步发电机三相短路仿真研究的模型1.2 PSCAD中的仿真结果1.2.1 发电机出口电压Ea。发电机出口电压Ea，如下图所示：图1.2 发电机出口电压Ea1.2.1 衰减时间常数Ta对于直流分量的影响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
2、路故障。定子三相短路电流中含有直流分量和交流分量，三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，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同步发电机模型衰减时间常数Ta（Ta=0.235s）对应位置下图所示。图1.3 同步发电机参数Ta设置图 （1）当衰减时间常数Ta=0.235s时，直流分量（If）的衰减过程如下图所示。图1.4 直流分量的衰减波形 （2）当衰减时间常数Ta=0.125s的参数设置、直流分量（If）的衰减过程如下图所示。图1.3 同步发电机参数Ta设置图 图1.4 直流分量的衰减波形 1.2.2 短路时间不同的影响同步发电
3、机出口三相短路的时间不同对三相短路电流的影响：短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大；直流分量的起始值与短路时间的电流相位直接关系。短路时间参数设置如下图所示： 图1.5 短路时间参数设置1）当0.5056s时发生三相短路，电流波形如下图所示： 图1.6 三相短路电流波形2） 当0.8065s时发生三相短路，电流波形如下图所示：图1.7 三相短路电流波形1.2.3 Xd、Xd、Xd对短路电流的影响(1) Xd不同的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示： 图1.8 Xd的参数设置仿真波形如下图所示：图1.9 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参
4、数设置如下图所示：图1.10 Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示图1.11 三相短路电流波形（2）Xd的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示： 图1.12 Xd的参数设置Xd=0.314时三相短路电流的波形如下图所示：图1.13 三相短路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.14 Xd的参数设置Xd=1.01时，三相短路电流的波形如下图所示：图1.15 三相短路电流波形（3）Xd的影响同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.16 Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示：图1.17 三相短
5、路电流波形同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：图1.18 Xd的参数设置Xd=0.9时三相短路电流的波形如下图所示：图1.19 三相短路电流波形1.2.4 衰减时间常数Td、Td的影响（1）不同Td时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。衰减时间常数Td参数设置如下图所示：图1.20 Td参数设置Td=6.55时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.21 短路励磁电流的波形衰减时间常数Td参数设置如下图所示：图1.22 Td参数设置Td=1.55时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.23 短路励磁电流的波形Td电流暂态交流分量衰减速度：图1.24 Td参数设置Td=0.039时短
6、路励磁电流的波形如下图所示：图1.25 短路励磁电流的波形Td=3.039时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.26 Td参数设置Td=3.039时短路励磁电流的波形如下图所示：图1.27 短路励磁电流的波形2简单电力网络的线路故障仿真2.1仿真模型的建立2.1.1仿真模型的如下图所示：图2.1 仿真模型2.1.2参数设置（1）电源M的参数如下图设置：图2.2 电源M的参数设置 额定电压94.16kv，Z=6.666+j46.666 ohm 电源电压初相位为度度，把阻抗转化为幅值和相角的表示方法进行参数设置如上图。（2）电源N的参数如下图设置：图2.3 电源N的参数设置 额定电压94.16kv
7、，Z=2.333+j65.333ohm 电源电压初相位为负30度，把阻抗转化为幅值和相角的表示方法进行参数设置如上图。（3）输电线路（型等值电路）参数对应在仿真模型中的设置位置如图：图2.4 位置的参数设置 在求正序容抗和零序容抗时就行了一定的换算得如图设置数据。（4）故障设置如下：图2.5 故障的参数设置2.1.3 仿真图（1） 电源M电压初相位为0度，电源N电压初相位为负30度。短路类型为三相故障；A相接地；BC两相故障。三相故障，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下图所示。故障时间开始是t=0.2s。图2.6 线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、
8、相量图A相接地时，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下。故障时间开始是t=0.2s。图2.7 线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图BC两相故障时，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下。故障时间开始是t=0.2s。图2.8 线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图（2） 两端系统电势夹角取，令电机N初相角为负15度，且是A相短路各波形图如下。图2.9 A相短路各波形图3课程学习心得通过对本次电力系统分析这门课的学习，我对电力系统分析有了更加深入的理解。对电力系统的暂态分析的知识有了一些新的认识，通过刘老师的认真、耐心的授课，我受益匪浅。学习了PSCAD的基本使用方法、电力系统故障诊断方法等。课程感受：因为我的电力系统的稳态的知识比较薄弱，所以跟老师的节奏有点吃力。下学期再跟老师学习稳态。感谢刘老师耐心的教导与辛勤的付出。综合a类