电力系统分析实验报告.doc

《电力系统分析实验报告.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电力系统分析实验报告.doc（19页珍藏版）》请在三一文库上搜索。

1、电力系统分析实验报告 篇一：南昌大学电力系统分析实验报告2 南昌大学实验报告 学生姓名：学号：专业班级： 实验类型： 验证 综合 设计 创新实验日期： 12.7 实验成绩： 一、实验项目名称 电力系统短路计算实验 二、实验目的与要求： 目的：通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对系统进行电力系统计算和仿真实验，以达到理论联系实际的效果。通过电子计算机对电力系统短路等计算的数学模拟，分析电力系统的故障计算方法、实现工程计算的功能。提高处理电力系统工程计算问题的实际能力，以及实现对电力系统仿真的过程分析。 要求： l、 使学生掌握对电力系统进行

2、计算、仿真试验的方法，了解实验对电力系统分析研究的必要性和意义。 2、使学生掌握使用实验设备计算机和相关计算软件、编程语言。 3、应用电子计算机完成电力系统的短路计算。 4、应用电子计算机及相关软件对电力系统进行仿真。 三、主要仪器设备及耗材 1.每组计算机1台、相关计算软件1套 四、实验步骤 1. 将事先编制好的形成电力网数学模型的计算程序原代码由自备移动存储设 备导入计算机。 2. 在相应的编程环境下对程序进行组织调试。 3. 应用计算例题验证程序的计算效果。 4. 对调试正确的计算程序进行存储、打印。 5. 完成本次实验的实验报告。 五、实验数据及处理结果 运行自行设计的程序，把结果与例

3、题的计算结果相比较，验证所采用的短路电流计算方法及程序运行的正确性。如果采用的是近似计算方法，还需分析由于近似所产生的误差是否在运行范围内。 实验程序： clear clc; z=0.2i,inf,0.51i,inf; inf,4i,0.59i,inf; 0.51i,0.59i,inf,1.43i; inf,inf,1.43i,inf; y=0,0,0,0; 0,0,0,0; 0,0,0,0; 0,0,0,0; f=4; Y=zeros(4,4); for(i=1:4), for(j=1:4), if i=j Y(i,j)=Y(i,j) else Y(i,j)=-1.0/z(i,j) end

4、end end for (i=1:4), for(j=1:4), Y(i,i)=Y(i,i)+y(i,j)+1.0/z(i,j) end end Z=inv(Y); If=1/Z(f,f); disp(If); 实验结果：If=0-0.48902i 实验例题所给结果短路电流：If = - j0.4895，与程序运行结果在误差允许范围之内，故验证了该程序的正确性。 六、思考讨论题或体会或对改进实验的建议 1. 理解课本上讲述的同步电机突然三相短路的物理分析。 答：同步电机稳态对称运行（包括稳态对称短路）时，电枢磁势大小不随时间变化，而在空间以同步速旋转，同转子没有相对运动，故不会在转子绕组中感应

5、电流。突然短路时，定子电流发生急剧的变化，电枢反应磁通也随着变化，定转子间电流会相互影响，这是同步电机突然短路暂态过程区别于稳态短路的显著特点。我们在进行磁感分析时，对于每个绕组都遵守磁链守恒原则。 对于无阻尼绕组同步电机突然三相短路时，短路后定子侧将出现：基频电流，由三相对称绕组的基频电流产生的交变磁链，用以抵消转子主磁场对定子各相绕组产生的交变磁链；直流iap：对各绕组产生的不变?a0、?b0、?c0，来维持定子绕组的磁链初值不变；倍频电流i2?：定子各相直流产生的恒定磁势，当转子旋转时，因转子纵横轴磁阻不同，转子每转过1800，磁阻经历一个变化周期，为适应磁阻的变化，产生倍频电流与直流共

6、同作用，才能维持定子侧磁链初值不变。 转子侧产生：附加直流分量?ifa：为抵消定子电流对转子产生的强烈电枢反应影响，维持磁链不变，该附加直流与原直流同向，加强了励磁绕组的磁场，而且 故激起定子基频电流大大超过稳态短?ifa产生磁通的一部分也要穿过定子绕组， 路电流转子基频交流：为抵消定子的直流和倍频电流产生的电枢反应，该基频电流在转子产生脉振磁场，分解为正反两方向磁场，又来影响定子侧的iap以及在定子侧产生两倍频的交变磁链，定子侧的i2?就是为了抵消该磁链而产生的。 2. 简述无阻尼绕组同步电机突然三相短路时，短路电流所含各种分量以及各自由电流衰减时间常数的确定，有阻尼绕组同步电机突然三相短路

7、时有什么不同之处？ 答：（1）无阻尼绕组同步电机突然三相短路时，定子侧短路电流有：基频电流i?：抵消转子主磁场对定子各相绕组产生的交变磁链；直流iap：维持定子绕组的磁链初值不变。倍频电流i2?：为适应磁阻的变化，倍频电流与直流共同作用，才能维持定子侧磁链初值不变。 转子侧短路电流有：附加直流分量?ifa：为抵消定子电流对转子产生的强烈电枢反应影响，维持磁链不变；转子基频交流 频电流产生的电枢反应。 ?if?：为抵消定子的直流和倍 （2）在实用计算中，各自由电流衰减常数确定，常采用以下的简化原则：为维持磁链守恒而在短路瞬间出现的自由电流，若它产生的磁通对于本绕组相对静止，那该电流将按本绕组时间

8、常数衰减，一切同改自由电流发生依存关系的均按同一时间常数衰减；某绕组时间常数是该绕组电感同电阻之比,而忽略其他绕组电阻的影响。 （3）有阻尼绕组同步电机突然三相短路时的不同：有阻尼绕组电机，在转子纵轴向有励磁绕组和阻尼绕组，横轴向也有阻尼绕组。突然短路时，定子基频电流突然增大，电枢反应磁通也突然增加，励磁绕组、阻尼绕组为维持磁链守恒，都会感应出自由直流，由此来抵消电枢反应磁通的增加。转子各绕组自由直流产生磁通一部分又进入定子侧，由此定子侧会有基频电流自由分量。注意，转子纵轴向的励磁绕组和阻尼绕组间存在互感关系，突然短路瞬间它们当中任一绕组的磁链守恒都是靠两绕组的自有电流共同维持的。 3. 简述

9、电力系统三相短路电流的实用计算的条件，应用前提及使用方法。 电力系统三相短路电流的实用计算的条件： （1）起始次暂态电流的实用计算条件：把系统所有元件都用其次暂态参数代表，次暂态电流计算就同稳态电流计算一样，系统中所有静止元件的次暂态参数都与其稳态参数一致，而旋转电机的次暂态参数则不同于其稳态参数。 短路时，同步电机的次暂态电势E0?V0?xI0sin?0 ，实用计算 中汽轮机和有阻尼绕组的凸极发电机的x?xd；对于异步电动机的 x?(Ist是异步电机起动电流的标幺值)，E0?V0?xI0sin?0Ist 。 实用计算中，只对于短路点附近能显著提供短路电流的大型电动机，才按上式算出次暂态电抗和

10、次暂态电势。其他电动机，则看作是系统中负荷节点的综合负荷的一部分，该综合负荷可近似用一个含次暂态电抗和次暂态电势的等值支路表示。 （2）负荷提供的冲击电流iim.LD?kim.LD2ILD,式中ILD为负荷提供的起始 次暂态电流的有效值，kim.LD为冲击系数 4. 三相短路时短路容量的标么值等于什么？ S?SB 答：三相短路时短路容量标幺值 短路点输入电抗的标幺值。 Xff?X,式中SB是系统的基准容量，ff*是篇二：电力系统实验报告 电力系统实验报告 学 院：核技术与自动化工程学院专 业：电气工程及其自动化指导老师 ：顾珉 姓 名 ：许 学 号 ： 新 200706050209 实验一 发

11、电机组的启动与运转实验 一 实验目的 1 了解微机调速装置的工作原理和掌握其操作方法。 2 熟悉发电机组中原动机（直流电动机）的基本特征。 3 掌握发电机组起励建压，并网，接列和停机的操作。 二 原理说明 在本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于调整原动机的转速和输出的有功功率，励磁系统用于调整发电机电压和输出的无功功率。 装于原动机上的编码器蒋转速信号以脉冲的形式送入THLWT-3型微机调速装置，该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置，采用双闭环来调节原动机的电枢电压，最终改变原动机的转速和输出功率。 三 实验内容与

12、步骤 1 发电机组起励建压 （1）先将试验台的电源插头插入控制柜左侧的大四芯插座（两个大四芯插座可通用）。接着依次打开控制柜的“总电源”，“三相电源”，“单相电源”的电源开关，再次打开试验台的“三相电源”“单相电源”开关。 （2）将控制柜上的“原动机电源”开关旋到“开”的位置，此时，实验台上的“原动机启动”光字牌点亮，同时，原动机的风机开始运转，发出呼呼的声音。 （3）按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定自动方式，开始默认方式为自动方式。 （4）按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“启动”键，此时，装置上的增速灯闪烁，表示发电机正在启动。当发电机组转速上升到150

13、0rpm时，THLWT-3型微机调速装置面板上的增速灯熄灭，启动完成。 （5）当发电机转速接近或略超过1500rpm时，可手动调整使转速为1500rpm，即按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“自动/手动”键，选定“手动”方式，此时“手动”指示灯会被点亮。按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“+”或“”键即可调整发电机转速。 （6）发电机起励键压有三种方式，课根据实验要求选定。一是手动起励键压，一是常规起励键压，一是微机励磁。发电机键压后的值可由用户设置，此处设定为发电机额定电压400v，具体操作如下。 由于我们组做的是手动起励键压，所以以下简单介绍一下起励键压。 1） 选定“励磁调节

14、方式”和“励磁电源”。将实验台上的“励磁调节方式”旋钮旋 到“手动调压”，“励磁电源”旋钮旋到“他励”。 2） 打开励磁电源。将控制柜上的“励磁电源”打到开。 3） 键压。调节试验台上的“手动调压”旋钮。逐渐增大，直到发电机电压（线电压） 达到设定的发电机电压。 2发电机组停机 （1） 减小发电机励磁至0。 （2） 按下THLWT-3型微机调速装置面板上的“停止”键。 （3） 当发电机转速减为0时，将THLZD-2电力系统综合自动化控制柜上的“励磁电源” 打到“关”，“原动机电源”打到“关”。 3发电机组并网 （1） 首先投入无穷大系统，具体操作参见第一部分“无穷大系统”，将实验台上的“发电机

15、运行方式”切至“并网”方式。打开控制柜的“总电源”，“三相电源”和“单相电源”的电源开关。在打开实验台的“三相电源”和“单相电源”开关。 （2） 发电机与系统间的线路有“单回”和“双回”可选。根据实验要求选定一种，此 处选“单回”。即断路器QF1和QF3处于合闸状态，其他处断路器处于分闸状态。双回即断路器QF1 QF2 QF3 QF4和QF6处于合闸状态，其他处断路器处于分闸状态。 （3） 合上断路器QF7，调节自耦调节器的手柄，逐渐增大输出电压，直到接近发电机 电压。 （4） 投入同期表。将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。 （5） 发电机组并网有三种方式，可根据实验要求选定。一

16、是手动并网，一是半自动并 网，一是自动并网。为了保证发电机在并网后不进相运行，并网前应使发电机的频率和电压略大于系统的频率和电压。 由于我们组选用的是手动并网，以下简单说明一下手动并网。 1） 选定“同期方式”。将实验台上的“同期方式”旋钮“手动”状态。 2） 观测同期表指针的指针旋转。同期时，以系统为基准，fgfs时同期表的相角指针顺 时针旋转，频率指针转到“+”的部分；UgUs时压差指针转到“+”。反之相反。Fg和ug表示发电机频率和电压，fs和us表示系统频率和电压。 根据同期表指针的位置，手动调整发电机的频率和电压，直至频率指针和压差指针指向0位置。表示频率差和压差接近于0，此时相角指

17、针转动缓慢，当相角指针转至中央刻度时，表示相角差为0，此时按下断路器QF0的合闸按钮。完成手动并网。 4 发电机组发出有功和无功功率 （1）调节励磁装置，调整发电机组发出的无功，使Q=0.75kvar PF=0.8 1）手动励磁 调节THLZD-2电力系统自动化实验台上的“手动调压”按钮，逐渐增大励磁，知道打到要求的无功值。 （2）调节调速器，调整发电机组发出的有功，具体操作，多次按下THLWT-3微机调速装置“+”键。逐步增大发电机有功输出，使P=1kw 5发电机组解列 （1） 将发电机组输出的有功和无功减为0 1） 多次按下THLWT-3微机调速装置“”，逐步较少发电机有功输出，直至有功接

18、 近0。 2） 调节励磁，减小无功。多次按下THLWL-3微机励磁装置面板上的“”，逐步较 少发电机无功输出，直至无功接近于0。 备注 在调整过程中，注意不要让发电机进相。 （2） 按下THLZD-2店林立系统综合自动化实验台上的断路器QF0的分闸按钮，将发 电机组合系统解列。然后发电机停机，具体参照实验内容发电机组停机。 6 发电机组组网运行 该功能是配合THLDK-2电力系统监控实验台而设定的。 （1） 将THLZD-2电力系统综合自动化实验台上的“发电机运行方式”切至“联网” 方式。 （2） 将THLZD-2电力系统综合自动化实验台左侧的电缆插头接入THLDK-2电力系 统监控实验台。

19、（3） 重复实验1发电机组起励键压步骤。 （4） 采用手动并网方式，将发电机组并入THLDK-2电力系统监控实验台上的电力网， 具体操作参见THLDK-2电力系统监控实验指导书。四 实验体会与心得 首先，由于实验设备都是强电，所以在操作的时候一定要注意安全。一定要按照教程来，几个人一起相互监督才能操作，安全才是最重要的。 该实验平台由电力系统微机监控实验系统和电力系统综合自动化实验台组成。它结合了电力监控系统的实际，是一套高度自动化，开放式的多机电力网综合实验装置。它充分展示现代电能的生产传输分配和使用的全过程，实现电力系统的检测控制监控保护调度的自动化，具有电力系统四遥功能。在我看来，其主要

20、目标就是要实现电力从生产到供应的时效最短化、安全最大化和运行成本最小化。做了几次实验，觉得对这些知识理解的更透彻了。 实验二手动准同期并网实验 一、实验目的 1加深理解同步发电机准同期并列运行原理，掌握准同期并列条件。 2掌握手动准同期的概念及并网操作方法，准同期并列装置的分类和功能。 3熟悉同步发电机手动准同期并列过程 二、原理说明 在满足并列条件的情况下，只要控制得当，采用准同期并列方法可使冲击电流很小且对电网 扰动甚微，故准同期并列方式是电力系统运行中的主要并列方式。准同期并列要求在合闸前通过 调整待并发电机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”， 由运行操

21、作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲 击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。 依并列操作的自动化程度，又可分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映发 电机组与系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频 率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映电机组与系统间的频率差和相 角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（相同点）时合闸，考虑到断路器的固有

22、合闸 时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整 定。准同期控制装置根据给定的允许压差和允许频差，不断地检测准同期条件是否满足，在不满 足要求时，闭锁合闸并且发出均压、均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时间送 出合闸脉冲。 三、实验内容与步骤 选定实验台面板上的旋钮开关的位置：将“励磁方式”旋钮开关打到“微机励磁”位置；将 “励磁电源”旋钮开关打到“他励”位置；将“同期方式”旋钮开关打到“手动”位置。微机励 磁装置设置为“恒Ug”控制方式。 1发电机组起励建压，使n=1485 rpm；U

23、g390V。（操作步骤见第一章） 将自耦调压器的旋钮逆时针旋至最小。按下QF7 合闸按钮，观察实验台上系统电压表，顺 时针旋转旋钮至显示线电压400V，然后按下QF1 和QF3 合闸按钮。 2在手动准同期方式下，发电机组的并列运行操作 在这种情况下，要满足并列条件，需要手动调节发电机电压、频率，直至电压差、频差在允 许范围内,相角差在零度前某一合适位置时，手动操作合闸按钮进行合闸。 将实验台上的“同期表控制”旋钮打到“投入”状态。投入模拟同期表。观察模拟式同 期表中，频差和压差指针的偏转方向和偏转角度，以及和相角差指针的旋转方向。 按下微机调速装置上的“”键进行增频，同期表的频差指针接近于零；

24、此时同期表的 压差指针也应接近于零，否则，调节微机励磁装置。篇三：武大电力系统分析实验报告 电力系统分析上机实验 实验报告 实验一 电力系统分析综合程序PSASP概述 一、实验目的 了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。 二、PSASP简介 1 PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。 2 PSASP的体系结构： 第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结果和分析工具。 3 PSASP的使用方法：（以短路计算为例） 1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器， 调速器，PSS

25、等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。 ? 文本支持环境： 点击“数据”菜单项，执行“基础数据”和“公用参数”命令，可依次输入各电网元件的参数。 ? 图形支持环境： 在“编辑模式下”，利用工具箱，输入电网接线图。作图时，若元件参数尚未输入，会自动弹出相关数据录入窗口，此时输入数据即可。 注意：两种环境下，均应先输入母线数据，再处理其他元件！ 2).方案定义： 从基础数据库中抽取数据组，组合成不同方案，以确定电网的规模，结构和运行方式。 ? 文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“方案定义”命令。 ? 图形支持环境： “运

26、行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令。 3）数据检查： 对确定的电网结构进行检查，检查网架结构的合理性，计算规模是否超出 范围。 ? 文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。 ? 图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“数据检查”命令。 4）作业定义： 给出计算控制信息，明确具体的计算任务。 ? 文本支持环境： 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。 ? 图形支持环境： “运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“短路”命令。 5）执行计算： ? 文本支持环境： 在上述“短路计算信息”窗口，完成作业定义之后，点击“计算”按钮即可。 ? 图形支持

27、环境： “运行模式”下， a. 点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业；b. 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算； c. 点击“格式”菜单项，执行“短路结果”命令，确定计算结果在图上的显示方式。 6）报表输出结果： 用户可选择期望的输出范围，输出内容和输出方式。 ? 文本支持环境： 点击“结果”菜单项，执行“短路”命令。 ? 图形支持环境： “运行模式”下，点击“报表”菜单项，执行“短路”命令。实验二 基于PSASP的电力系统潮流计算实验 一、实验目的 掌握用PSASP进行电力系统潮流计算方法。 二、实验内容 以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线 STNB-230 处负荷的增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线 GEN3-230 和 STNB-230 之间增加一回输电线，增加发电 3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示： 其基础数据如下：续上表