電力系統(tǒng)分析課程報(bào)告

姓名______________*******______________

學(xué)院自動(dòng)化與電氣工程學(xué)院

專業(yè)控制科學(xué)與工程

班級(jí)z|cz|c

指導(dǎo)老師_______________*******_____________

、同步發(fā)電機(jī)三相短路仿真

1.仿真模型的建立

選取三相同步發(fā)電機(jī)模型，以三相視圖表示。勵(lì)磁電壓和原動(dòng)機(jī)輸入轉(zhuǎn)矩Ef

與Tm均為定常值1.0,且發(fā)電機(jī)空載。當(dāng)運(yùn)行至0.5056s時(shí)，發(fā)電機(jī)發(fā)生三相

短路故障。同步發(fā)電機(jī)三相短路實(shí)驗(yàn)仿真模型如圖1所示。

圖1同步發(fā)電機(jī)三相短路實(shí)驗(yàn)仿真模型

2.發(fā)電機(jī)參數(shù)對仿真結(jié)果的影響及分析

2.1衰減時(shí)間常數(shù)Ta對于直流分量的影響

三相短路電流的直流分量大小不等，但哀減規(guī)律相同，均按指數(shù)規(guī)律哀減，

衰減時(shí)間常數(shù)為Ta,日定子回路的電阻和等值電感決定（大約0.2s）。pscad同

步發(fā)電機(jī)模型衰減時(shí)間常數(shù)Ta對應(yīng)位置如圖3所示（當(dāng)前Ta=0.278s）。

圖3同步發(fā)電機(jī)模型參數(shù)Ta對應(yīng)位置

1）Ta=0.278s時(shí)，直流分量的衰減過程（以勵(lì)磁電流作為分析）如圖4

所示。

圖4Ta=0.278s發(fā)生短路If波形

2）Ta=0.0278s時(shí);直流分量的衰減過程（以勵(lì)磁電流作為分析）如圖5

所示。

圖5Ta=0.278s發(fā)生短路If波形

2.2短路時(shí)刻的不同對短路電流的影響

由于短路電流的直流分量起始值越大，短路電流瞬時(shí)值就越大，而直流分

量的起始值于短路時(shí)刻的電流相位有關(guān)，即直流分量是由于短路后電流不能突

變而產(chǎn)生的。

Pscad模型中對短路時(shí)刻的設(shè)置如圖6所示

圖6Pscad對于短路時(shí)刻的設(shè)置

1）當(dāng)在t=0.5056時(shí)發(fā)生三相短路，三相短路電流波形如圖7所示。

圖7t=0.5056時(shí)三相短路電流波形

當(dāng)在t=0.6時(shí)發(fā)生三相短路，三相短路電流波形如圖8所示。

圖8t=6時(shí)三相短路電流波形

2.3Xd、Xd\Xd'、對短路電流的影響

1)Xd的影響

Pscad中對于Xd的設(shè)置如圖9所示：

圖9Pscad對于D軸同步電抗Xd的設(shè)置

下面驗(yàn)證不同Xd時(shí)A和短路電流的穩(wěn)定值。

Xd=1.014(標(biāo)幺制，下同)時(shí)，仿真波形如圖10所示

圖10Xd=l.014時(shí)A相短路可流波形

Xd=10時(shí)，仿真波形如圖11所示

圖11Xd=L014時(shí)A相短路目流波形

2)Xd'的影響

在Pscad中暫態(tài)電抗Xd'的設(shè)置如圖13所示：

圖13Pscad對于暫態(tài)電抗Xd的設(shè)置

下面驗(yàn)證不同Xd'時(shí)A相短路電流的暫態(tài)過程。

Xd'=0.314時(shí)A相短路電流的波形如圖14所示：

圖14Xd'=0.314時(shí)A相短路電流波形

Xd'=l時(shí)A相短路電流的波形如圖15所示：

圖15Xd''=l時(shí)A相短路電流波形

3)XcT的影響

這里次暫態(tài)電抗Xd''與暫態(tài)電抗Xd'相似，Xd''影響的是短路后的次暫態(tài)過程。

在Pscad中次暫態(tài)電抗Xd''的設(shè)置如圖16所示：

圖16Pscad對于次暫態(tài)電抗XcT的設(shè)置

下面驗(yàn)證不同Xd',時(shí)A相短路電流的暫態(tài)過程。

Xd''=0.28時(shí)A相短路電流的波形如圖17所示：

圖17Xd''=0.28時(shí)A相短路電流波形

Xd''二69時(shí)A相短路電流的波形如圖18所示：

圖18Xd''=0.9時(shí)A相短路目流波形

2.4Td\Td''對短路電流的影響

在Pscad中衰減時(shí)間常數(shù)的設(shè)置如圖19所示：

圖19Pscad對于衰減時(shí)間常數(shù)的設(shè)置

1)下面驗(yàn)證不同Td'時(shí)A相短路電流暫態(tài)交流分量衰減速度。

i.Td'=6.55時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形如圖20所示

圖20Td'=6.55時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形

ii.Td'=l.55時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形如圖21所示

圖21Td'=L55時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形

2)下面驗(yàn)證不同TcT時(shí)A相短路電流暫態(tài)交流分量衰減速度。

i.Td'=0.039時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形如圖22所示

圖22Td''=0.039時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形

ii.Td''=3.039時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形如圖23所示

圖23Td''=3.039時(shí)短路勵(lì)磁電流的波形

二、簡單電力網(wǎng)絡(luò)的線路故障仿真

1.仿真模型的建立

仿真模型預(yù)覽圖

根據(jù)題目要求，建立如圖24所示的仿真模型。

圖24簡單電力網(wǎng)絡(luò)仿真模型

i.三和電源參數(shù)、輸電線路(兀型等值電路)參數(shù)對應(yīng)在仿真模型中的設(shè)置位

置如圖25(a)(b)所示。

圖25(a)電源參數(shù)設(shè)置位置

注：題目要求中兩側(cè)電源電勢夾角為15°,即兩側(cè)Phase值相差15°。

圖25(b)Ji型等值電路參數(shù)設(shè)置位置

變壓器參數(shù)設(shè)置如圖26所示，變壓器采用星三角連接且不接地，零序電流

不流通。

圖26變壓器模型參數(shù)設(shè)置位置

2.輸出通道的設(shè)計(jì)

由于題目要求三相電壓電流的瞬時(shí)波形和向量圖，所以需要設(shè)計(jì)不同的輸出通

道。瞬時(shí)波形用覆蓋圖形和分離圖形顯示(如圖27所示)；相量圖需要將各相電

氣量經(jīng)過FFT模塊處理(如圖28所示)，采用其幅值相位模式，用處理完成后

的基波表示（如圖29所示），用向量儀顯示效果（如圖30所示）。

圖27瞬時(shí)波形顯示方式

圖28FFT處理模塊

圖29FFT模式選擇

圖20相量儀輸出幅相特征

3.不同故障類型下的仿真結(jié)果

3.1線路發(fā)生三相故障

由于是對稱故障且系統(tǒng)兩側(cè)基本相同，這里只看M側(cè)A相。

故障前幅相特性

故障后幅相特性

3.2線路發(fā)生A相接地故障

主要看特殊相A相的電氣量變化情況

M側(cè)A相母線電壓波形

M側(cè)母線ABC相電流波形

短路點(diǎn)A相電壓波形

短路點(diǎn)ABC三相電流波形（故障前重合）。

故障前幅相特性

故障后幅相特性

3.3線路發(fā)生BC兩相故障

仍然主要看特殊相A的電氣量變化

母線M側(cè)A相電壓波形

短路點(diǎn)ABC三相電壓波形（故障前重合，故障后BC兩相電壓減小）

短路點(diǎn)ABC三相電流波形

短路前的幅相特性

短路后的幅相特性

4課程學(xué)習(xí)心得

通過對于電力系統(tǒng)分析這門課一個(gè)學(xué)期的學(xué)習(xí)，我更加深入的了

解了電力系統(tǒng)分析中主要考慮的問題。本學(xué)期主要是