《电力系统动态模拟综合实验》
实验报告
实验名称发电机及系统短路故
障影响实验
姓名XXX 学号XXX
日期XXX 地点XXX
成绩教师
电气工程学院
东南大学
1.实验目的：
（1）了解动模实验室的构成，主要设备及其功能。
（2）熟悉和掌握发电机的启动，调压，调速，并网，解列，停机等操作。
（3）通过单机---无穷大系统中不同点的短路故障实验，理解发电机在短路时的电磁暂态过程，分析和掌握短路起始相角及回路阻抗对发电机运行状态的影响。
2.实验内容：
在单机----无穷大主接线模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备，掌握发电机的启动，调压，调速，并列，解列及停机操作方法，选择不同的短路点进行短路故障实验，录取短路时刻的电压，电流波形，然后，根据所学知识，分析求取发电机或系统的状态参数，理解和掌握短路故障对发电机及系统运行状态的影响。
3.实验原理（实验的理论基础）：
根据《电力系统暂态分析》相关理论，可知在三相短路时，发电机定子绕组电流中含有以下四个分量
图1.发电机短路电流波形图
i w(∞)为强制分量，不衰减
?i w为按此时励磁绕组的时间常数T d’衰减的分量
?i w2为按直轴阻尼绕组的时间常数T d’’衰减的分量
iα和i2w为按定子绕组的时间常数T a衰减的分量
根据发电机三相短路时电流波形图，由短路电流波形图绘制其包络线。包络线中分线即直流分量。将短路电流减去直流分量，则可以认为是基频交流分量。根据发电机参数，T d’和T d’’都较小，在短路后0.5s，可以认为基频电流中只含有稳态分量，读出此时电流幅值i w(∞)。在此时刻前找两处幅值I1，I2及对应时刻T1，T2，则可得方程组：
11'''22'''21()22()d d d d T T T T w w w T T T T w w w i e i e i i e i e i --∞--∞?+=I -????+=I -??
由此可以求出?i w ，?i w2。方程中i w (∞)，I 1，I 2皆为减去对应时刻直流分量后的值。 实验时，对短路电流波形进行录波，再通过作图求取相关电流分量值及短路初始相
角，可分析短路故障时对发电机运行状态的影响。
本实验的一次主接线示意图如下所示：
图2.实验系统一次主接线图 在本次实验中，其主接线如图1所示，短路点有D11，D12，D13三个可选，其
中D12短路点相当于03G 发电机出口短路。在线路发生三相短路故障时，发电机定子绕组的极品周期电流将随时间发生变化，最终变为稳态短路电流。
5.实验方法及数据处理（实验步骤及数据处理方法，包括原始数据，图表等）：
实验步骤：
（1）无穷大系统启动：
所谓无穷大电源可以看作是内阻抗为零，频率、电压及其相位都恒定不变的一台同
步发电机，在动模试验系统中是将交流市电经感应调压器和升压变压器升压至1000V 后作为试验用无穷大电源。部分无穷大电源还包含移相变压器，具有调相功能。对无穷大电源的操作主要在操作试验台上进行，其控制台操作按钮示意图如下图所示。
图3.无穷大电源控制台操作按钮示意图
在操作控制台上找到无穷大电源监控单元，在按下【合】红色按钮之后，红色按钮
的指示灯亮红色，【跳】按钮绿色按钮指示灯灭，同时感应调压器原方已接通了动力电源，调压变压器带电。按下【升压】黄色按钮，可以提高无穷大电源母线电线电压，同时观察上方仪表中电压的值是否为试验要求值（线电压UL 为1000V ）。先观测三相电压是否对称，最后按下【合闸】钮，投入无穷大电源使无穷大母线带电。
（2）发电机启动：
发电机启动与无穷大系统类似，只不过要复杂一些；图4为同步发电机03G相关控制台操作按钮示意图。启动时，先弹出【开/关机】按钮(白色方形“开机令”按钮)，合【调速】电源开关（红色圆形按钮），同时观察发电机转速。当发电机转速接近额定转速时，弹出【启励/灭磁】按钮 (白色方形“启励”按钮)，合【励磁】电源开关（红色圆形按钮），此时发电机机端电压建立。
图4.同步发电机03G控制台操作按钮图
（3）线路送电：
线路送电操作就是在无穷大系统启动后，按照主接线的连接（如图2），将线路开关QF51\QF52\QF53\QF54合闸。合闸时，在操作控制台上找到相关开关的操作按钮，按下【红色】操作按钮为合闸，【绿色】操作按钮为分闸，同时观察监控界面。
（4）发电机同期并列：
实验系统的同期方式为自动准同期方式，发电机的同期点是发电机升压变高压侧的03QF开关；操作时，首先要保证03QF开关两侧已带电，在同期选择面板上操作【旋转按钮】选择同期对象03G，按下【同期】开关。观察同期控制器面板中的数显和指示灯（如图5），其中LED旋转灯显示发电机端电压和系统电压相位差，当两者相位基本相同时，并且系统侧与发电机测的电压幅值与频率接近时，按下【同期命令】操作按钮，进行发电器并网操作，当满足同期的三个条件时，同期装臵将自动合闸【03QF】开关，则表示并网成功。
图5.HGWT-04微机准同期控制器的面板图
（5）发电机功率调节：
发电机并网成功后，通过【调速旋钮】和【励磁调节按钮】可以调节发电机输出的有功和无功功率，将有功和无功调节到额定值。
（6）短路故障点的类型选择操作：
在短路故障模拟单元中（如图6所示），转动【短路点选择旋钮】可以选择短路故障点分别为D11、D12、D13、D14，通过【短路类型选择按钮】可以设臵故障类型；本次实验选择故障点为【D12】，故障类型为【三相对中性点短路】，即将A、B、C、N按钮按下，使其连接到一起，此时故障类型为三相接地短路。
图6.短路故障操作单元
（7）短路故障操作：
短路故障实验是通过操作【短路】按钮进行的；【短路】按钮是一个自复位按钮，当按下【短路】按钮，表示短路开关投入，即发生短路故障。这样操作产生的短路时间和合闸角度都是不可控的，短路时间与按下按钮的持续时间一致。按下短路按钮并迅速松开，进行短路故障实验。
（8）故障录波：
故障录波仪将自动记录故障时系统电压、电流波形。记录录波仪的数据并打印故障波形。
（9）不同故障类型及故障点的短路实验：
不同故障点和故障类型的短路实验，可以重复6-8 的操作进行。
（10）发电机解列与停机操作：
发电机解列操作首先将发电机有功功率和无功功率调至零，前后断开发电机侧断路器03QF，将发电机解列。发电机停机操作，顺序为跳开【励磁】电源开关（绿色圆形按钮），合上【启励/灭磁】 (白色方形“启励”按钮) ，跳开【调速】电源开关（绿色圆形按钮），合上【开/关机】(白色方形“开机令”按钮) 。
（11）无穷大系统停机操作：
无穷大系统停机操作与无穷大系统启动操作相反，具体操作参考无穷大系统的启动操作。
（12）实验系统停机：
关闭其它实验设备电源。
注意：在发电机停机时，一定先要降低发电机的功率，使有功和无功功率为零。再依次跳开各断路器开关、动力电源等！
数据记录及图像：
图7.单相短路接地故障录波示意图
图8.两相短路接地故障录波示意图
图9.三相短路故障录波示意图
6.实验结果和及其分析（实验结果及对出现问题的解释与分析）：（1）实验过程中，通过监控后台获取录波波形数据。
答：波形见上图。
（2）根据三相短路故障三相电流波形绘制包络线及直流分量，并求出基频分量i w(∞),?i w和?i w2。由电压波形图读出短路时刻三相相位角，并分析直流分量与短路时相位角的关系，分析不同故障类型，不同故障点的短路特性。
答：绘制的图如下：
图10.三相短路故障包络线绘制图
发电机常数：T d ’=1.486s, T d “='
1
0.185758d T s = （a ） a 相：i w(∞)=4.2785A(此时直流分量为0)
选取两个时刻：T 1=10.16ms,I 1=41.443-21.694=19.749A
T 2=264.6ms,I 2=11.1241-0.2367=10.8874A
解方程组： ()()11222122d d d d T T T T w w w T T T T w
w w i e i e i i e i e i --'''∞--'''∞???+?=I -????+?=I -?? 代入数据得：2215.47056.6089w w w w i i i i 0.9932?+0.9468?=19.749-4.2785=??0.8369?+0.2406?=11.268-4.2785=?
解得：
2
10.8514w w i i ?=5.2319A ???=A ? 相位角为：从图中大致读出为30°
（b ）b 相：i w(∞)=4.2785A(此时直流分量为0)
选取两个时刻：T 1=10.16ms,I 1=15.539+3.557=19.096A
T 2=264.6ms,I 2=12.8355-0.234=12.6015A
解方程组：
()()11222122d d d d T T T T w w w T T T T w
w w i e i e i i e i e i --'''∞--'''∞???+?=I -????+?=I -??
代入数据得： 2214.817512.6015w w w w i i i i 0.9932?+0.9468?=19.096-4.2785=??0.8369?+0.2406?=12.8355-4.2785=?
解得： 2
7.4707w w i i ?=7.7973A ???=A ? 相位角：从图中大致读出：-90°
（c ）c 相：i w(∞)=4.2785A(此时直流分量为0)
选取两个时刻：T 1=0ms,I 1=8.557+10.883=19.44A
T 2=264.6ms,I 2=13.198-0.221=12.977A
解方程组： ()()11222122d d d d T T T T w w w T T T T w
w w i e i e i i e i e i --'''∞--'''∞???+?=I -????+?=I -?? 代入数据得：2212.977w w w w i i i i ?+?=19.44-4.2785=15.1615??0.8369?+0.2406?=13.198-0.221=?
解得： 2
6.6914w w i i ?=8.4701A ???=A ? 相位角：从图中大致读出为：120°
分析：
单相短路接地时，特点：因为Z Σ1和Z Σ2近似相等，所以单相短路电流大于同一点的三相短路电流，并且三相短路时，各序电流分量相等。对于短路电压，越接近发电机处正序电压越高，越接近故障点正序电压越低。因为正序等效电路是存在发电机电源的。对于负序电压和零序电压越接近故障点电压越高，越远离故障点电压越低。特别对于零序电压发电机处为0，故障点最高，因为在故障点有零序电源。
两相短路接地时，特点：两相电流增大，两相电压降低，出现零序电流，零序电压，电流增大电压降低为相同两个相别。正序电压越远离故障点越高，负序电压和零序电压越接近故障点越高，零序电压在发电机处降为0。
三相短路时，特点：三相电流增大，三相电压降低，出现零序电流，零序电压。
（3）理论计算不同故障类型时短路电压和短路电流的大小，与实际实验结果进行对比。 答：由于计算时需要系统的总阻抗，但是求解变压器电抗时，并没有给出短路电压损耗值，所以无法计算。
单相短路接地运用公式：以a 相接地为例
()()()0120f f f f U I I ∑1∑2∑0==I =Z +Z +Z
()()()01203f f f f f U I I I I Z Z Z ∑1∑2∑0=++=++
0fa U = 0000
12fb fb fa k U U U k -=-+ 000
012fc fc fa k U U U k -=-+
()()01x k x ∑0∑=
两相短路接地时运用公式：
实验一 发电机组的基本操作 1． 实验目的 掌握发电机的启动、并网、增减负荷、解列停机等基本操作。 2．实验要求 （1）严格遵守实验室的各种规章制度。 （2）熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。 （3） 熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤。 3． 实验原理 同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件： （1） 发电机的相序应与电网一致； （2） 发电机的频率应与电网相同； （3） 发电机的激磁电动势0 E 应与电网电压U 大小相等、相位相同； 上述三个条件中，第一个条件必须满足，其它两个允许稍有出入。 图1-1表示投入并联时的单相示意图。若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大， 必须避免。若发电机的频率与电网频率不同，0E 和U 之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~3600之间逐步变化，电压差U E U Δ -=0 忽大忽小。频率相差越大，电压差变化越剧烈，投入并联的操作亦困难；若投入电网，也不易牵入同步，而将在发电机与电网之间引起很大的电流和功率振荡。若机端电压与电网电压大小不等如图1-1（a ）或相位不同如图1-1（b ）所示，而把发电机投入并联，则将在发电机与电网中产生一定的冲击电流。在严重情况下，该电流可达到额定电流的5~8 倍。 (a) (b) 图1-1 发电机投入并联时的情况 (a)0E 和U 大小不等；(b) 0 E 和U 相位不同 为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为同步过程。实用的同步方法有两种：准同步和自同步。 把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网，叫做准同步。为了判断是否满足投入并联条件，常常采用同步指示器。准同步的优点是，投入瞬间电网和电机没有（或很少）冲击，缺点是同步手续比较复杂。为了把发电机迅速投入电网，可采用自同步方法。自同步方法的投入步骤为：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向（和定子旋转磁场的转向一致）把发电机拖动到接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路，然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时依靠定、转子磁场间所 u ? U E u ? U E
电路仿真实验报告 实验一直流电路工作点分析和直流扫描分析 一、实验目的 （1）学习使用Pspice软件，熟悉它的工作流程，即绘制电路图、元件类别的选择及其参数的赋值、分析类型的建立及其参数的设置、Probe窗口的设置和分析的运行过程等。 （2）学习使用Pspice进行直流工作点的分析和直流扫描的操作步骤。 二、原理与说明 对于电阻电路，可以用直观法列些电路方程，求解电路中各个电压和电流。Pspice软件是采用节点电压法对电路进行分析的。 使用Pspice软件进行电路的计算机辅助分析时，首先编辑电路，用Pspice的元件符号库绘制电路图并进行编辑。存盘。然后调用分析模块、选择分析类型，就可以“自动”进行电路分析了。 三、实验示例 1、利用Pspice绘制电路图如下 2、仿真 （1）点击Psipce/New Simulation Profile,输入名称； （2）在弹出的窗口中Basic Point是默认选中，必须进行分析的。点击确定。 （3）点击Pspice/Run(快捷键F11)或工具栏相应按钮。 （4）如原理图无错误，则显示Pspice A/D窗口。
（5）在原理图窗口中点击V,I工具栏按钮，图形显示各节点电压和各元件电流值如下。 四、选做实验 1、直流工作点分析，即求各节点电压和各元件电压和电流。 2、直流扫描分析，即当电压源的电压在0-12V之间变化时，求负载电阻R l中电流虽电压源的变化
曲线。 曲线如图： 直流扫描分析的输出波形3、数据输出为： V_Vs1 I(V_PRINT1) 0.000E+00 1.400E+00 1.000E+00 1.500E+00 2.000E+00 1.600E+00 3.000E+00 1.700E+00 4.000E+00 1.800E+00 5.000E+00 1.900E+00 6.000E+00 2.000E+00 7.000E+00 2.100E+00 8.000E+00 2.200E+00 9.000E+00 2.300E+00 1.000E+01 2.400E+00 1.100E+01 2.500E+00 1.200E+01 2.600E+00
一、电磁型电流继电器和电压继电器实验 一、实验目的 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性：掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。 二、预习与思考 1、电流继电器的返回系数为什么恒小于1 ? 2、动作电流(压)、返回电流(压)和返回系数的定义是什么? 3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗? 4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途? 三、原理说明 DL-20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。 DY-20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高(过电压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中。 D L-20c、D Y-20c系列继电器的内部接线图见图l-l。 上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。 过电流(压)继电器：当电流(压)升高至整定值(或大于整定值)时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。 低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。 继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值：若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。 转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。
图1-3过电压继电器实验接线图 四、实验设备 序号设备名称使用仪器名称数量l ZBll DL-24C／6电流继电器l 2 ZBl5 DY-28C／160电压继电器 1 3 ZB35 交流电流表 1 4 ZB36 交流电压表l 5 DZB0l-l 单相自耦调压器l 交流器 1 触点通断指示灯 1 单相交流电源l 可调电阻Rl 6.3 Ω/10A l 6 1000伏兆欧表l l、绝缘测试 单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻：对于额定电压为100伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。 测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压
电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：
实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母
线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。
电压源与电流源的等效变换 一、实验目的 1、加深理解电压源、电流源的概念。 2、掌握电源外特性的测试方法。 二、原理及说明 1、电压源是有源元件，可分为理想电压源与实际电压源。理想电压源在一定的电流 范围内，具有很小的电阻，它的输出电压不因负载而改变。而实际电压源的端电压随着电流变化而变化，即它具有一定的内阻值。理想电压源与实际电压源以及它们的伏安特性如图4-1所示(参阅实验一内容)。 2、电流源也分为理想电流源和实际电流源。 理想电流源的电流是恒定的，不因外电路不同而改变。实际电流源的电流与所联接的电路有关。当其端电压增高时，通过外电路的电流要降低，端压越低通过外电路的电 并联来表示。图4-2为两种电流越大。实际电流源可以用一个理想电流源和一个内阻R S 流源的伏安特性。
3、电源的等效变换 一个实际电源，尤其外部特性来讲，可以看成为一个电压源，也可看成为一个电流源。两者是等效的，其中I S=U S/R S或 U S=I S R S 图4-3为等效变换电路，由式中可以看出它可以很方便地把一个参数为U s 和R s 的 电压源变换为一个参数为I s 和R S 的等效电流源。同时可知理想电压源与理想电流源两者 之间不存在等效变换的条件。 三、仪器设备 电工实验装置： DG011、 DG053 、 DY04 、 DYO31 四、实验内容 1、理想电流源的伏安特性 1)按图4-4(a)接线，毫安表接线使用电流插孔，R L 使用1KΩ电位器。 2)调节恒流源输出，使I S 为10mA。， 3)按表4-1调整R L 值,观察并记录电流表、电压表读数变化。将测试结果填入表4-1中。 2、实际电流源的伏安特性 按照图4-4(b)接线，按表4-1调整R L 值，将测试的结果填入表4-1中。
工业电力系统动态建模和仿真分析 (Industrial power system dynamic modeling and simulation analysis) 一、概述 工业电力系统： 大型电力系统复杂性：本身有发电机、电动机 中型工业电力系统：即使无发电机，也包括大量中压电动机 意义、内容： 1、确定通过动态建模与仿真分析验证： 1、机组的暂态稳定（极限切除时间） 2、特定的大容量电动机的电压稳定 3、校验电流电压型保护的定植 4、确定低频减载与孤网运行 二、介绍原件与组成： （一）、同步电机实用模型： 1、意义：对于dq0坐标下同步电机方程，如果单独考虑与定子d绕组、q绕组相独立的零轴绕组，则在计及d,q,f,D,Q5个绕组的电磁过渡过程（以绕组磁链或电流为状态量）以及转子机械过渡过程（以ω及δ为状态量）时，电机为七阶模型。对于一个含有上百台发电机的多机电力系统，若再加上其励磁系统、调速器和原动机的动态方程，则将会出现“维数灾”给分析计算带来极大的困难。因此在实际工程问题中，常对同步电机的数学模型作不同程度的简化，以便在不同的场合下使用。 2、对派克方程中的转子变量 若,则 可用定子侧等效量取代原来的转子量，得到用这些实用等效量表示的同步电机实用方程。原派克方程中的定子量，保留易测量及计算的和及和，而消去和两个变量。 3、三阶实用模型 其简单而又能计算励磁系统动态，因而广泛的应用于精度要求不十分高，但仍需计及励磁系统动态的电力系统动态分析中，较适用于凸极机。 模型导出基于： （1）、忽略定子d绕组、q绕组的暂态，即定子电压方程中取P=P=0 （2）、在定子电压方程中，设ω≈（p.u.）在速度变化不大的过渡过程中，其引起的误差很小。 （3）、忽略D绕组、Q绕组，其作用可在转子运动方程补入阻尼项来近似考虑。 及以下三个定子侧等效实用变量： 为消除转子励磁绕组的变量 、 定子励磁电动势 电机(q轴)空载电动势 电机瞬变电动势 （二）、励磁系统数学模型： 描述同步发电机励磁系统(包括励磁调节器)物理过程的数学方程。是电力系统机电暂态过程数学模型的重要组成部分，主要应用于电力系统稳定计算。
实验七 基于Simulink 的简单电力系统仿真实验 一． 实验目的 1) 熟悉Simulink 的工作环境及SimPowerSystems 功能模块库； 2) 掌握Simulink 的的powergui 模块的应用； 3) 掌握发电机的工作原理及稳态电力系统的计算方法； 4）掌握开关电源的工作原理及其工作特点； 5）掌握PID 控制对系统输出特性的影响。 二．实验内容与要求 单机无穷大电力系统如图7-1所示。平衡节点电压0 44030 V V =∠? 。负荷功率10L P kW =。线路参数：电阻1l R =Ω；电感0.01l L H =。发电机额定参数：额定功率100n P kW =；额定电压440 3 n V V =；额定励磁电流 70 fn i A =；额定频率50n f Hz =。发电机定子侧参数：0.26s R =Ω， 1 1.14 L mH =，13.7 md L mH =，11 mq L mH =。发电机转子侧参数：0.13f R =Ω，1 2.1 fd L mH =。发电机阻尼绕组参数：0.0224kd R =Ω， 1 1.4 kd L mH =，10.02kq R =Ω，11 1 kq L mH =。发电机转动惯量和极对数分别 为224.9 J kgm =和2p =。发电机输出功率050 e P kW =时，系统运行达到稳态状态。在发电机输出电磁功率分别为170 e P kW =和2100 e P kW =时，分析发电机、平衡节点电源和负载的电流、电磁功率变化曲线，以及发电机转速和功率角的变化曲线。
G 发电机节点 V 负 荷 l R l L L P 图 7.1 单机无穷大系统结构图 输电线路 三．实验步骤 1. 建立系统仿真模型 同步电机模块有2个输入端子、1个输出端子和3个电气连接端子。模块的第1个输入端子（Pm）为电机的机械功率。当机械功率为正时，表示同步电机运行方式为发电机模式；当机械功率为负时，表示同步电机运行方式为电动机模式。在发电机模式下，输入可以是一个正的常数，也可以是一个函数或者是原动机模块的输出；在电动机模式下，输入通常是一个负的常数或者是函数。模块的第2个输入端子（Vf）是励磁电压，在发电机模式下可以由励磁模块提供，在电动机模式下为一个常数。 在Simulink仿真环境中打开Simulink库，找出相应的单元部件模型，构造仿真模型，三相电压源幅值为4403，频率为50Hz。按图连接好线路，设置参数，建立其仿真模型，仿真时间为5s，仿真方法为ode23tb，并对各个单元部件模型的参数进行修改，如图所示。
《电力系统综合实验A》实验指导书 编 华北电力大学 二零零七年三月
前言 1．实验总体目标 该课是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而设置的一个教学环节。通过该环节的学习，可以帮助学生进一步认识电力系统的各种物理现象并增强对电力系统相关课程理论的理解；可以培养学生的实际操作能力，分析问题和解决问题的能力。 ⒉适用专业 电气工程及其自动化专业各方向（高压方向除外）、电力工程与管理专业 ⒊先修课程 电路理论、电机学、线性代数、自动控制理论B、电力系统分析基础、电力系统暂态分析、电力系统稳定 ⒋实验课时分配 ⒌实验环境 （1）WDT-III型电力系统综合自动化实验台，三台； （2）PS-5G型电力系统微机监控实验台，一台； （3）打印机一部。 ⒍实验总体要求 （1）对教师的要求： 1)教师要自己动手做所有的实验； 2）在实验开始的前一周，指导实验的教师要将与实验有关的文件上传到校园网的 电子课堂，并通知学生下载； 3)实验开始前，给学生讲实验的任务，纪律要求，实验要求等。 （2）对学生的要求： 1）实验前要预习实验内容； 2）实验时遵守实验室的规章制度，不要违反实验设备的操作规程； 3）认真做记录和观察实验现象，实验后整理数据，分析原因，回答思考题。 ⒎本实验的重点、难点及教学方法建议 五个实验内容都是重点。 难点是学生不能把理论课的知识转化为实践操作以及对实验数据的分析。 对教学方法的建议：将课堂知识与实验内容联系起来，启发学生积极思考，用于动手做实验，自己设计一些实验方案。
目录 实验一同步发电机准同期并列实验 (4) 实验二单机—无穷大系统稳态运行方式实验 (8) 实验三电力系统功率特性和功率极限实验 (11) 实验四电力系统暂态稳定实验 (16) 实验五复杂电力系统运行方式实验 (20)
西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日 一、实验目的 1)初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法。 2)加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用。 3)通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 二、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和g 轴总电抗分别为d X ∑和q X ∑，则发电机的功率特性为 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势q E 随运行情况而变化，根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机'q E （或' E ）恒定。这时发电机的功率特性可表示成 或 这时功率极限为 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一，就是尽可能提高电力系统的功率极限。从简单电力系统功率极限的表达式看，要提高功率极限，可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器，以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数；或通过串联电容补偿等手段，以减少系统电抗，使受端系统维持较高的运行电压水平；或输电线采用中继同步调相机、中继电力系统等手段以稳定系统中继点电压。 (3)实验内容 1)无调节励磁时，功率特性和功率极隈的测定 ①网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变戈）： 在相同的运行条件下（即系统电压U-、发电机电势E 。保持不变．罚芳赆裁Ll=E 。），分别 测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，＆豆甍辜授冁蝮和达到功率极 限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电极端毫玉萼蔫交化。将两种 情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤如下： a)输电线路为单回线； b)发电机与系统并列后，调节发电机，使其输出的有功和无ZZ 蔓专零： c)功率角指示器调零； d)逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节震磁： e)观察并记录系统中运行参数的变化，填入表1.3中： f)输电线路为双回线，重复上述步骤，将运行参数填入表l 。毒=：
电力系统自动化报告 学院: 核技术与自动化学院 专业: 电气工程及其自动化 班级: 1班 学号: 201202060227 姓名: 徐茁夫 指导老师: 罗耀耀 完成时间: 2015年7月6日
填写说明 1、适用于本科生所有的实验报告（印制实验报告册除外）； 2、专业填写为专业全称，有专业方向的用小括号标明； 3、格式要求： ①用A4纸双面打印（封面双面打印）或在A4大小纸上用蓝黑色水笔书写。 ②打印排版：正文用宋体小四号，1.5倍行距，页边距采取默认形式（上下2.54cm，左右2.54cm， 页眉1.5cm，页脚1.75cm）。字符间距为默认值（缩放100%，间距：标准）；页码用小五号字底端居中。 ③具体要求： 题目（二号黑体居中）； 摘要（“摘要”二字用小二号黑体居中，隔行书写摘要的文字部分，小4号宋体）； 关键词（隔行顶格书写“关键词”三字，提炼3-5个关键词，用分号隔开，小4号黑体)； 正文部分采用三级标题； 第1章××(小二号黑体居中，段前0.5行) 1.1 ×××××小三号黑体×××××（段前、段后0.5行） 1.1.1小四号黑体（段前、段后0.5行） 参考文献（黑体小二号居中，段前0.5行），参考文献用五号宋体，参照《参考文献著录规则（GB/T 7714－2005）》。
实验一：典型方式下的同步发电机起励实验 一、实验目的 ⒈了解同步发电机的几种起励方式，并比较它们之间的不同之处。 ⒉分析不同起励方式下同步发电机起励建压的条件。 二、原理说明 同步发电机的起励方式有三种：恒发电机电压Ug 方式起励、恒励磁电流Ie 方式起励和恒给 定电压UR 方式起励。其中，除了恒UR 方式起励只能在他励方式下有效外，其余两种方式起励 都可以分别在他励和自并励两种励磁方式下进行。 恒Ug 方式起励，现代励磁调节器通常有“设定电压起励”和“跟踪系统电压起励”两种起 励方式。设定电压起励，是指电压设定值由运行人员手动设定，起励后的发电机电压稳定在手动 设定的给定电压水平上；跟踪系统电压起励，是指电压设定值自动跟踪系统电压，人工不能干预， 起励后的发电机电压稳定在与系统电压相同的电压水平上，有效跟踪范围为85%～115%额定电 压；“跟踪系统电压起励”方式是发电机正常发电运行默认的起励方式，可以为准同期并列操作 创造电压条件，而“设定电压起励”方式通常用于励磁系统的调试试验。 恒Ie 方式起励，也是一种用于试验的起励方式，其设定值由程序自动设定，人工不能干预， 起励后的发电机电压一般为20%额定电压左右。 恒UR(控制电压)方式只适用于他励励磁方式，可以做到从零电压或残压开始人工调节逐渐 增加励磁而升压，完成起励建压任务。 三、实验内容与步骤 常规励磁装置起励建压在第一章实验已做过，此处以微机励磁为主。 ⒈选定实验台上的“励磁方式”为“微机控制”，“励磁电源”为“他励”，微机励磁装置菜 单里的“励磁调节方式”为“恒Ug”和“恒Ug 预定值”为400V。 ⑴参照第一章中的“发电机组起励建压”步骤操作。 ⑵观测控制柜上的“发电机励磁电压”表和“发电机励磁电流”表的指针摆动。 ⒉选定“微机控制”，“自励”，“恒Ug”和“恒Ug 预定值”为400V。 操作步骤同实验1。 ⒊选定“微机控制”，“他励”，“恒Ie”和“恒Ie 预定值”为1400mA。 操作步骤同实验1。 ⒋选定“微机控制”，“自励”，“恒Ie”和“恒Ie 预定值”为1400mA。 操作步骤同实验1。 ⒌选定“微机控制”，“他励”，“恒UR”和“恒UR 预定值”为5000mV。 操作步骤同实验1。 四、实验报告 ⒈比较起励时，自并励和他励的不同。 答：他励直流电机的励磁绕组与电枢绕组无联接关系，而由其他直流电源对励磁绕组供电的直流电机称为他励直流电机，永磁直流电机也可看作他励直流电机。并励直流电机的励磁绕组与电枢绕组相并联，作为并励电动机来说，励磁绕组与电枢共用同一电源，从性能上讲与他励直流电动机相同。他励直流电动机起动时，必须先保证有磁场（即先通励磁电流），而后加电枢电压。否则在加励磁电流之前，电枢中一直为起动电流（或理解为电能只以电枢绕组中热量的形式释放）
《电力系统动态模拟综合实验》 实验报告 实验名称发电机及系统短路故 障影响实验 姓名XXX 学号XXX 日期XXX 地点XXX 成绩教师 电气工程学院 东南大学
1.实验目的： （1）了解动模实验室的构成，主要设备及其功能。 （2）熟悉和掌握发电机的启动，调压，调速，并网，解列，停机等操作。 （3）通过单机---无穷大系统中不同点的短路故障实验，理解发电机在短路时的电磁暂态过程，分析和掌握短路起始相角及回路阻抗对发电机运行状态的影响。 2.实验内容： 在单机----无穷大主接线模拟实验系统中，通过实验操作，熟悉实验室环境及实验设备，掌握发电机的启动，调压，调速，并列，解列及停机操作方法，选择不同的短路点进行短路故障实验，录取短路时刻的电压，电流波形，然后，根据所学知识，分析求取发电机或系统的状态参数，理解和掌握短路故障对发电机及系统运行状态的影响。 3.实验原理（实验的理论基础）： 根据《电力系统暂态分析》相关理论，可知在三相短路时，发电机定子绕组电流中含有以下四个分量 图1.发电机短路电流波形图 i w(∞)为强制分量，不衰减 ?i w为按此时励磁绕组的时间常数T d’衰减的分量 ?i w2为按直轴阻尼绕组的时间常数T d’’衰减的分量 iα和i2w为按定子绕组的时间常数T a衰减的分量 根据发电机三相短路时电流波形图，由短路电流波形图绘制其包络线。包络线中分线即直流分量。将短路电流减去直流分量，则可以认为是基频交流分量。根据发电机参数，T d’和T d’’都较小，在短路后0.5s，可以认为基频电流中只含有稳态分量，读出此时电流幅值i w(∞)。在此时刻前找两处幅值I1，I2及对应时刻T1，T2，则可得方程组：
本科实验报告实验名称：电路仿真
实验1 叠加定理的验证 1.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2、R3、R4，直流电压源、直流电流源，电流表电压表（Group:Indicators, Family:VOLTMETER 或AMMETER）注意电流表和电压表的参考方向），并按上图连接； 2. 设置电路参数： 电阻R1=R2=R3=R4=1Ω，直流电压源V1为12V，直流电流源I1为10A。 3．实验步骤： 1）、点击运行按钮记录电压表电流表的值U1和I1； 2）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为0V，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U2和I2； 3）、点击停止按钮记录，将直流电压源的电压值设置为12V，
将直流电流源的电流值设置为0A，再次点击运行按钮记录电压表电流表的值U3和I3； 4.根据叠加电路分析原理,每一元件的电流或电压可以看成是每一个独立源单独作用于电路时，在该元件上产生的电流或电压的代数和。 所以，正常情况下应有U1=U2+U3,I1=I2+I3; 经实验仿真： 当电压源和电流源共同作用时，U1=-1.6V I1=6.8A. 当电压源短路即设为0V,电流源作用时，U2=-4V I2=2A 当电压源作用，电流源断路即设为0A时，U3=2.4V I3=4.8A
所以有U1=U2+U3=-4+2.4=-1.6V I1=I2+I3=2+4.8=6.8A 验证了原理 实验2 并联谐振电路仿真 2.原理图编辑: 分别调出接地符、电阻R1、R2，电容C1，电感L1，信号源V1，按上图连接并修改按照例如修改电路的网络标号； 3.设置电路参数： 电阻R1=10Ω，电阻R2=2KΩ，电感L1=2.5mH,电容C1=40uF。信号源V1设置为AC=5v，Voff=0，Freqence=500Hz。 4.分析参数设置： AC分析：频率范围1HZ—100MHZ，纵坐标为10倍频程，扫描
实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落
电路分析实验报告
实验报告（二、三） 一、实验名称实验二KCL与KVL的验证 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证基尔霍夫定理的正确性。 三、实验原理 KCL为任一时刻，流出某个节点的电流的代数和恒等于零，流入任一封闭面的电流代数和总等于零。且规定规定：流出节点的电流为正，流入节点的电流为负。 KVL为任一时刻，沿任意回路巡行，所有支路电压降之和为零。且各元件取号按照遇电压降取“+”，遇电压升取“-”的方式。沿顺时针方向绕行电压总和为0。电路中任意两点间的电压等于两点间任一条路径经过的各元件电压降的代数和。 四、实验内容 电路图截图：
1.验证KCL： 以节点2为研究节点，电流表1、3、5的运行结果截图如下： 由截图可知，流入节点2的电流为2.25A，流出节点2 的电流分别为750mA和1.5A。2.25=0.75+1.5。所以，可验证ＫＣＬ成立。 ２.验证ＫＶＬ： 以左侧的回路为研究对象，运行结果的截图如下：
由截图可知，Ｒ３两端电压为２２.５Ｖ，Ｒ１两端电压为７.５Ｖ，电压源电压为３０Ｖ。２２.５＋７.５－３０＝０。所以，回路电压为０，所以，可验证ＫＶＬ成立。 一、实验名称实验三回路法或网孔法求支路电流（电压） 二、实验目的 1.熟悉Multisim软件的使用； 2.学习实验Multisim软件测量电路中电流电压； 3.验证网孔分析法的正确性。 三、实验原理 为减少未知量(方程)的个数，可以假想每个回路中有一个回路电流。若回路电流已求得，则各支路电流可用回路电流线性组合表示。这样即可求得电路的解。回路电流法就是以回路电流为未知量列写电路方程分析电路的方法。网孔电流法就是对平面电路，若以网孔为独立回
电力系统分析仿真实验报告
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电力系统分析仿真 实验报告 ****
目录 实验一电力系统分析综合程序PSASP概述 (3) 一、实验目的 (3) 二、PSASP简介 (3) 三、实验内容 (5) 实验二基于PSASP的电力系统潮流计算实验 (9) 一、实验目的 (9) 二、实验内容 (9) 三、实验步骤 (14) 四、实验结果及分析 (15) 1、常规方式 (15) 2、规划方式 (23) 五、实验注意事项 (31) 六、实验报告要求 (31) 实验三一个复杂电力系统的短路计算 (33) 一、实验目的 (33) 二、实验内容 (33) 三、实验步骤 (34) 四、实验结果及分析 (35) 1、三相短路 (35) 2、单相接地短路 (36) 3、两相短路 (36) 4、复杂故障短路 (36) 5、等值阻抗计算 (37) 五、实验注意事项 (38) 六、实验报告要求 (38)
实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 (39) 一、实验目的 (39) 二、实验内容 (39) 三、实验步骤 (40) 四、实验结果级分析 (40) 1、瞬时故障暂态稳定计算 (40) 2、冲击负荷扰动计算 (44) 五、实验注意事项 (72) 六、实验结果检查 (72)
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： 报表、图形、曲线、 潮流计算短路计 电网基固定用户自定固定 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。
设计实验2:多功能函数信号发生器 一、摘要 任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺孕育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。 此次实验我们采用DE0-CV开发板，实现函数信号发生器，根据按键选择生产正弦波信号、方波信号、三角信号。频率范围为10KHz~300KHz，频率稳定度≤10-4，频率最小不进10kHz。提供DAC0832，LM358。 二、正文 1.方案论证 基于实验要求，我们选择了老师提供的数模转换芯片DAC0832，运算放大器LM358以及DE0-CV开发板来实现函数信号发生器。 DAC0832是基于先进CMOS/Si-Cr技术的八位乘法数模转换器，它被设计用来与8080，8048,8085，Z80和其他的主流的微处理器进行直接交互。一个沉积硅铬R-2R 电阻梯形网络将参考电流进行分流同时为这个电路提供一个非常完美的温度期望的跟踪特性（0.05%的全温度范围过温最大线性误差）。该电路使用互补金属氧化物半导体电
流开关和控制逻辑来实现低功率消耗和较低的输出泄露电流误差。在一些特殊的电路系统中，一般会使用晶体管晶体管逻辑电路（TTL）提高逻辑输入电压电平的兼容性。 另外，双缓冲区的存在允许这些DAC数模转换器在保持一下个数字词的同时输出一个与当时的数字词对应的电压。DAC0830系列数模转换器是八位可兼容微处理器为核心的DAC数模转换器大家族的一员。 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 本次实验选用的FPGA是Altera公司Cyclone系列FPGA芯片。Cyclone V系列器件延续了前几代Cyclone系列器件的成功，提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性，支持常见的各种外部存储器接口和I/O协议，并且含有丰富的存储器和嵌入式乘法器，这些内嵌的存储器使我们在设计硬件电路时省去了外部存储器，节省了资源，而
实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：____成绩：__________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 一、实验目的和要求（必填） 二、实验内容和原理（必填） 三、主要仪器设备（必填） 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析（必填） 七、讨论、心得 一．实验目的 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，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。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：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。它能反映两个待并系统间的同步情况，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。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电 压专业：电气工程及其自动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___ 地点：________________
电力系统实验报告 实验名称：简单电力系统的短路计算 实验人：王新博 学号：20091141003 指导教师：赵宏伟 实验日期：2012-5-4 一、实验目的：掌握用PSCAD进行电力系统短路计算的方法。 二、实验原理 在电力系统三相短路中，元件的参数用次暂态参数代替，画出电路的等值电路，短路电流的计算即相当于稳态短路电流计算。单相接地，两相相间，两相接地短路时的短路电流计算中，采用对称分量法将每相电流分解成正序、负序和零序网路，在每个网络中分别计算各序电流，每种短路类型对应了不同的序网连接方式，形成了不同复合序网，再在复合序网中计算短路电流的有名值。在并且在短路电流计算中，一般只需计算起始次暂态电流的初始值。 三、实验内容及步骤 图示电力系统， G T 已知：发电机：Sn=60MV A,Xd”=0.16,X2=0.19 ; 变压器：Sn=60MV A,Vs%=10.5 ; 1)试计算f点三相短路，单相接地，两相相间，两相接地短路时的短路电流 有名值。 2)若变压器中性点经30Ω电抗接地，再作1）。 3)数据输入 4)方案定义
5)数据检查 6)作业定义 7)执行计算 8)输出结果 四、实验结果与分析（包括实验数据记录、程序运行结果等） 1、手算过程： 1）、三相短路短路电流有名值（有接地电抗）： 2）、三相短路短路电流有名值（无接地电抗）： 3）、单相接地短路电流有名值（有接地电抗）： 4）、单相接地短路电流有名值（无接地电抗）： 5）、两相相间短路电流有名值（有接地电抗）： 6）、两相相间短路电流有名值（无接地电抗）： 7）、两相接地短路时短路电流有名值（有接地电抗）： 8）、两相接地短路时短路电流有名值（无接地电抗）： 2、通过PSCAD仿真所得结果为： 1）、三相短路（有接地电抗）：
实验一 发电机组的基本操作 1． 实验目的 掌握发电机的启动、并网、增减负荷、解列停机等基本操作。 2．实验要求 （1）严格遵守实验室的各种规章制度。 （2）熟悉动模实验室模拟发电机组的基本构成。 （3）熟悉发电机的相关知识及起停基本操作步骤。 3． 实验原理 同步发电机投入并联时，为了避免电机和电网中产生冲击电流，以及由此在电机转轴上产生的冲击转矩，待投入并联的发电机应当满足下列条件： （1） 发电机的相序应与电网一致； （2） 发电机的频率应与电网相同； （3） 发电机的激磁电动势0 E 应与电网电压U 大小相等、相位相同； 上述三个条件中，第一个条件必须满足，其它两个允许稍有出入。 图1-1表示投入并联时的单相示意图。若相序不同而投入并联，则相当于在电机的端点上加一组负序电压，这是一种严重的故障情况，电流和转矩冲击都很大， 必须避免。若发电机的频率与电网频率不同，0E 和U 之间便有相对运动，两相量间的相角差将在0~3600之间逐步变化，电压差U E U Δ -=0 忽大忽小。频率相差越大，电压差变化越剧烈，投入并联的操作亦困难；若投入电网，也不易牵入同步，而将在发电机与电网之间引起很大的电流和功率振荡。若机端电压与电网电压大小不等如图1-1（a ）或相位不同如图1-1（b ）所示，而把发电机投入并联，则将在发电机与电网中产生一定的冲击电流。在严重情况下，该电流可达到额定电流的5~8 倍。 (a) (b) 图1-1 发电机投入并联时的情况 (a)0E 和U 大小不等；(b) 0 E 和U 相位不同 为了投入并联所进行的调节和操作过程，称为同步过程。实用的同步方法有两种：准同步和自同步。 把发电机调整到完全合乎投入并联的条件，然后投入电网，叫做准同步。为了判断是否满足投入并联条件，常常采用同步指示器。准同步的优点是，投入瞬间电网和电机没有（或很少）冲击，缺点是同步手续比较复杂。为了把发电机迅速投入电网，可采用自同步方法。自同步方法的投入步骤为：首先校验发电机的相序，并按照规定的转向（和定子旋转磁场的转向一致）把发电机拖动到接近于同步转速，励磁绕组经限流电阻短路，然后把发电机投入电网，并立即加上直流励磁，此时依靠定、转子磁场间所形成的电磁转矩，就可以把转子自动牵入同步。自同步的优点是投入迅速，不需增添复杂的装置，缺点是投入时定子电流冲击稍大。 4．内容与步骤 4.1、准备工作： u ? U E u ? U E
五邑大学 电力系统分析理论 实验报告 院系 专业 学号 学生姓名 指导教师
实验一仿真软件的初步认识 一、实验目的： 通过使用PowerWorld电力系统仿真软件，掌握电力系统的结构组成，了解电力系统的主要参数，并且学会了建立一个简单的电力系统模型。学会单线图的快捷菜单、文件菜单、编辑菜单、插入菜单、格式菜单、窗口菜单、仿真控制等菜单的使用。 二、实验内容： （一）熟悉PowerWorld电力系统仿真软件的基本操作 （二）用仿真器建立一个简单的电力系统模型： 1、画一条母线，一台发电机； 2、画一条带负荷的母线，添加负荷； 3、画一条输电线，放置断路器； 4、写上标题和母线、线路注释； 5、样程存盘； 6、对样程进行设定、求解； 7、加入一个新的地区。 三、电力系统模型： 按照实验指导书，利用PowerWorld软件进行建模，模型如下： 四、心得体会： 这一次试验是我第一次接触PWS这个软件，刚开始面对一个完全陌生的软件，我只能听着老师讲解，照着试验说明书，按试验要求，在完成试验的过程中一点一点地了解熟悉这个软件。在这个过程中也遇到了不少问题，比如输电线的画法、断路器的设置、仿真时出现错误的解决办法等等，在试验的最后，通过请教老师同学解决了这些问题，也对这个仿真软件有了一个初步的了解，为以后的学习打了基础。在以后的学习中，我要多点操作才能更好地熟悉这个软件。
实验二电力系统潮流分析入门 一、实验目的 通过对具体样程的分析和计算，掌握电力系统潮流计算的方法；在此基础上对系统的运行方式、运行状态、运行参数进行分析；对偶发性故障进行简单的分析和处理。 二、实验内容 本次实验主要在运行模式下，对样程进行合理的设置并进行电力系统潮流分析。 选择主菜单的Case Information Case Summary项，了解当前样程的概况。包括统计样程中全部的负荷、发电机、并联支路补偿以及损耗；松弛节点的总数。进入运行模式。从主菜单上选择Simulation Control，Start/Restart开始模拟运行。运行时会以动画方式显示潮流的大小和方向，要想对动画显示进行设定，先转换到编辑模式，在主菜单上选择Options，One-Line Display Options，然后在打开的对话框中选中Animated Flows Option选项卡，将Show Animated Flows复选框选中，这样运行时就会有动画显示。也可以在运行模式下，先暂停运行，然后右击要改变的模型的参数即可。 三、电力系统模型