3。1 电力系统稳定性实验（一）
3.1。1 实验目的
1）加深理解电力系统静态稳定的原理。
2）了解提高电力系统静态稳定的方法.
3。1。2 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"。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3—1所示。
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装置来实现自动调节.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.
实验台上安装有TQDB—III多功能微机保护实验装置,可以用来测量电压、电流、功率和频率.实验台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
图3—1 一次系统接线图
3.1。3 实验项目与方法
3.1。3.1 负荷调节实验
1) 启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置,并网步骤见“同步发电机准同期并列实验”。
2）将调速装置的工作方式设为“自动”,将励磁装置的工作方式设为“恒Ug"。
3）调节调速装置的增速减速按钮,可以调节发电机有功功率输出，调节励磁调节装置的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出的无功功率。
4) 将有功、无功减到零值作空载运行,记录空载励磁电流。
5）保持励磁装置的状态不变，调节调速装置的增速按钮，增加发电机有功输出，观察有功增加时无功功率及励磁电流的变化，并记录有功功率为50％额定有功功率时的励磁电流的大小.
6）保持调速装置的状态不变,调节励磁装置的增磁按钮，增加发电机的无功输出，观察无功功率增加时，有功功率和励磁电流的变化，并记录无功功率为50％额定无功功率时的励磁电流的大小.当无功功率较大时,线路两端的电压降落较大，但由于发电机电压具有上限限制,所以需要降低系统电压来使无功功率上升。在实验中当调节机端电压设定值在380V时,如仍要增加无功输出，则可以通过降低系统电压的方法来实现。
7）调节调速装置的减速按钮，使有功功率为零,注意观察有功下降时无功功率的变化;使系统电压恢复为正常值（380V），调节励磁装置的减磁按钮，将发电机无功重新调节为零，注意观察无功减小时，有功功率的变化。
数据可通过机组控制屏上方的表计或励磁装置的显示屏上读取.
3。1.3.2 单回路与双回路稳态对称运行比较实验
注：此实验之前应将单双回线的电抗器比例换成1：3
A。单回路稳态对称运行实验
在本节实验中，原动机采用手动方式开机，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、末端的数值，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。
实验步骤:
1) 合上实验台的3QF、5QF、6QF、7QF、8QF，构成单回线路。
2）将机组控制屏2TV二次侧A相电压引入到实验台上的“微机保护装置端子图”中的U A端子；将实验台的4TV二次侧A相电压引入到端子U B。2TV二次侧电压公共端与4TV二次侧电压公共端相连
后引入端子U N。
这样接线的作用是：利用微机保护装置同时监测A母线（线路始端)电压和B母线（线路末端）电压。由于末端负载1和负载2未投入，因此C母线电压与D母线电压相同。
3）启动机组，满足条件后并网运行,并网后退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列实验"。
4）改变发电机组的运行状态,记录励磁装置上的有功（P）、无功(Q）、发电机机端电流(I g）、机端电压(U g)以及多功能微机保护实验装置显示屏上的U A（线路首端电压U p)和U B（线路末端电压U e)。
B。双回路对称运行与单回路对称运行比较实验
合上实验台上的2QF、4QF，将线路改为双回路运行。重复上面实验步骤，并将结果进行比较和分析。
表3-2 单双回线运行方式下各状态参数表
注:∆U-输电线路的电压损耗∆U=U p—U e；
3。1。4 实验报告要求
1）整理实验数据，说明单回路送电和双回路送电对电力系统稳定运行的影响，并对实验结果进行理论分析。
2) 根据不同运行状态的线路首、末端的实验数据、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点和变化范围。
3。1。5 思考题
1) 影响简单系统静态稳定性的因素是哪些？
2) 提高电力系统静态稳定有哪些措施?
3) 什么是电压损耗、电压降落？
3.2 功率特性和功率极限测定实验
3.2。1 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.
3.2。2 原理与说明
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q 轴总电抗分别为d X ∑和q X ∑，则发电机的功率特性为：
2sin sin 22q d q Eq d d q E U X X U P X X X δδ∑∑
∑
∑∑
-=
+⨯⋅
当发电机装有励磁调节装置时,发电机电势Eq 随运行情况而变化。根据一般励磁调节装置的性能,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为：
''
2'
''sin sin 22q d q Eq d d q E U X X U P X X X δδ∑∑
∑∑∑
-=
+⨯⋅
或 ''
'sin q E d E U P X δ∑
=
这时功率极限为
''
Em
d E U
P X ∑
= 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,提高功率极限可以通过发电机装设性能良好的励磁调节装置以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手段以减少系统电抗、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或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现.
注：此实验中攻角测量时考虑到机组和实验人员的安全，试验中攻角最大75°左右,双回线时也许更小。
3.2。3 实验项目与方法
3。2。3。1 无调节励磁时功率特性和功率极限的测定(二）
当不调节励磁而保持电势Eq 不变时，随着发电机输出功率的缓慢增加，攻角δ也增大,发电机
机端电压Ug 便要减小。
A 。 网络结构变化对系统静态稳定的影响
在相同运行条件下(即系统电压s U 、发电机电势q E 保持不变，即并网前s q U E =），测定输电线单回路和双回路运行时，发电机的功－角特性曲线,功率极限值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(如发电机机端电压等）的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。
实验步骤:
1） 合上实验台上的3QF 、5QF 、6QF 、7QF 、8QF ，构成单回线路。
2） 将机组控制屏3TV 二次侧A 相电压引入到实验台上的“微机保护装置端子图”中的U A 端子;将实验台的4TV 二次侧A 相电压引入到端子U B 。3TV 二次侧电压公共端与4TV 二次侧电压公共端相连后引入端子U N .
3） 启动机组,满足条件后并网运行,并网后退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列实验”。
注：此实验时，调速和励磁装置均设置自动即可；或励磁装置设置成恒Ig 亦可。或者两种方式亦可做对比实验。
4) 功率角为0度的观察:调速装置上有攻角显示。也可在电动机前端的铁圆盘上,用粉笔沿半径画一条线，用日光灯照射圆盘.记下电动机在额定转速时,在日光灯照射下粉笔线的位置.
5） 通过调速装置逐步增加发电机输出的有功功率，发电机不调节励磁，记录调速装置上所显示攻角，或者观察圆盘上的粉笔线与额定转速时位置的偏差,估计功角的大小。
6) 观察并记录系统中运行参数的变化，填入表3—3中。
7） 输电线路为双回路(合上实验台2QF 、4QF ，即可构成双回路）,重复上述步骤，填入表3-4中。
表3—3 单回线方式机组运行参数
表3-4 双回线方式机组运行参数
注意：
1) 有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间,观察系统是否稳定，以取得准确的测量数值。 2) 当系统失稳时，减小原动机出力,使发电机拉入同步状态。
B 。 发电机电势q E 不同对系统静态稳定的影响
在同一接线及相同的系统电压下,测定发电机电势q E 不同时（q s E U <或q s E U >）发电机的功一角特性曲线和功率极限。
实验步骤：
1） 设置输电线单回线运行，并网前q s E U <。
2) 启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列实验"。
注：此实验时,调速和励磁装置均设置自动即可；或励磁装置设置成恒Ig 亦可.或者两种方式亦可做对比实验.
3） 调节调速装置，使发电机输出有功功率为零。 4) 逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁。 5) 观察并记录系统中运行参数的变化,填入表3—5中.
6) 设置输电线单回线运行,并网前q s E U >，重复上述步骤，填入表3-6中。
表3—5 单回线运行方式,并网前q s E U <时各运行参数
表3—6单回线运行方式，并网前q s E U >时各运行参数
注意事项:
实验结束后，通过励磁调节使无功输出为零,通过调速装置调节使有功输出为零，解列之后按下调速装置的停机按钮使发电机转速至零。跳开操作台所有开关之后,方可关断操作台上的操作电源开关。
3。2。4 实验报告要求
1）根据实验装置给出的参数以及实验中的原始运行条件,进行理论计算。将计算结果与实验结果进行比较.
2）认真整理实验记录，通过实验记录分析的结果对功率极限的原理进行阐述。同时对理论计算和实验记录进行对比，说明产生误差的原因.并作出P（δ），Q(δ)特性曲线,对其进行描述.
3) 分析、比较各种运行方式下发电机的功—角特性曲线和功率极限。
3。2。5 思考题
1) 自动励磁调节装置对系统静态稳定性有何影响?
2) 实验中，当发电机濒临失步时应采取哪些挽救措施才能避免发电机失步?
3。4 单机带负荷实验(三)
3。4.1 实验目的
1）了解和掌握单机带负荷运行方式的特点.
2) 了解在单机带负荷运行方式下原动机的转速和功角与单机无穷大系统方式下有什么不同。
3）通过独立电力网与大电力系统的分析比较实验进一步理解系统稳定概念。
3.4。2 原理与说明
单机带负荷运行方式与单机对无穷大系统运行方式有着截然不同的概念，单机对无穷大系统在稳定运行时，发电机的频率与无穷大频率一样,受无穷大系统的频率牵制。随系统的频率变化而变化，发电机的容量只占无穷大系统容量的很小一部分。而单机带负荷它是一个独立电力网。发电机是唯一电源,任何负荷的投切都会引起发电机的频率和电压变化（原动机的调速装置，发电机的励磁调节装置均为有差调节)此时，也可以通过二次调节将发电机的频率和电压调至额定值。学生可以通过理论计算和实验分析比较独立电力网与大电力系统的稳定问题.单机带负荷实验图如图3-2所示.
图3-2 单机带负荷接线图
此实验中的负载可使用三相滑线变阻器或者灯箱，每一组负载的功率应小于600W。接线方法：在停电状态下，连接负载1和负载2三相接线，负载1接在9QF上，负载2接在10QF上。
注意：
通电前一定要检查接线是否正确？负荷是否大于发电机组的额定功率？三相负载是否平衡?
3.4。3 实验项目与方法
注：此实验中单双回线设置为1：3（设置方法见《3。1。3.2 单回路与双回路稳态对称运行比较实验》注释).负载采用灯箱形势———一组负责为3个200W白炽灯星型连接。
3。4.3。1 原动机转速自动方式（自动调节）下负荷容量对发电机的电压，频率的影响测定负荷容量对发电机的电压,频率的影响并计算出调差系数实验步骤：表3—14 不同运行方式下各断路器状态表（“+”表示合闸,“–"表示分闸）
1) 按表3—14，对机组控制屏及实验台上的断路器状态进行设置。
注意：
实验台上的6QF应跳开，使发电机组单机运行!
2）将调速装置的工作方式设为“自动”,启动机组到额定转速；将励磁装置的工作方式设为“恒U G”,并起励建压。
3）合上9QF,分别按单、双回路接线进行实验,将实验数据填入表3—15中。表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取。
4) 合上9QF和10QF，分别按单、双回路接线进行实验,将实验数据填入表3—16中。
表3-15只投入负载1
表3-16投入负载1和负载2
3。4。3.2原动机转速手动方式(无调节)下负荷容量对发电机的电压，频率的影响测定负荷容量对发电机的电压,频率的影响并计算出调差系数实验步骤：
1) 按表3-14,对机组控制屏及实验台上的断路器状态进行设置。
注意：
实验台上的6QF应跳开,使发电机组单机运行！
2) 将调速装置的工作方式设为“手动"，启动机组到额定转速；将励磁装置的工作方式设为“恒U G”,并起励建压.
3) 合上9QF,分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3-17中。表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取。
4) 合上9QF和10QF，分别按单、双回路接线进行实验,将实验数据填入表3-18中.
表3-17只投入负载1
表3-18投入负载1和负载2
N
图3-4 转速和有功功率的关系曲线图
3。4。3。3励磁系统无调节下负荷容量对发电机的电压，频率的影响
测定负荷容量对发电机的电压，频率的影响并计算出调差系数实验步骤:
1) 按表3-14，对机组控制屏及实验台上的断路器状态进行设置。
注意：
实验台上的6QF应跳开,使发电机组单机运行！
2）将调速装置的工作方式设为“自动”，启动机组到额定转速；将励磁装置的工作方式设为“恒U G"，并起励建压。
3) 合上9QF,分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3—19中.表中的数据可在励磁装置和调速装置液晶显示屏上读取.
4) 合上9QF和10QF，分别按单、双回路接线进行实验，将实验数据填入表3—20中。
表3-19只投入负载1
表3—20投入负载1和负载2
3。4。4 实验报告要求
1）通过改变不同的线路运行方式及负荷的大小，得出有功功率、无功功率、功率因数，计算分析实验结果。
2) 根据负荷大小不同时转速的不同,绘出转速和有功功率的关系曲线，计算原动机的调差系数.
3）分析比较在负荷相同时调速装置在不同的运行方式时转速有什么不同？为什么? 3.4.5 思考题
1）单机带负荷与单机无穷大系统有什么不同？
2）在单机带负荷方式下，在相同的负荷条件下，调速装置在手动方式和自动方式时转速有何不同？为什么?
5。1 电力系统潮流分布和线损分析实验（四）
5.1。1 实验目的
（1）了解常用潮流计算方法.
（2) 了解影响潮流分布的因素。
5。1 电力系统潮流分布和线损分析实验
5。1。1 实验目的
(1) 了解常用潮流计算方法。
（2）了解影响潮流分布的因素。
（3）掌握利用电力网信号源控制系统软件组态电力网络及潮流分析的方法。
5.1。2 实验说明
本实验内容是利用“电力网信号源控制系统”软件任意组态电力网模型，并观察潮流分布情况.本实验系统出厂时提供了一组潮流计算实验模型,可直接利用该模型或自行组态任意结构的新实验模型.提供的潮流计算模型结构图如图5—1。
110kV 10kV
110kV LGJ-185
r1=0 x1=0.410kV
图5—1 电力系统潮流计算实验模型
5。1。3 实验内容
5。1。3。1 网络组态
组态一个新电力网模型的方法:
1） 在PC 机上运行“电力网信号源控制系统”软件，参考《电力网信号源控制系统使用说明书》组态一个新的电力网模型。
2） 打开“电力网信号源控制系统"软件安装路径下Projects 文件夹,拷贝“电力系统潮流计算实验模型。ddb ”，并粘贴,重新命名,如“潮流计算实验模型1。ddb ”.
在PC 机上运行“电力网信号源控制系统”软件，打开“潮流计算实验模型1.ddb ”，并在此模型基础上进行修改，构建新的电力网模型。
如果利用实验台提供的“电力系统潮流计算实验模型”，则不需要进行网络组态。 5.1。3。2 实验过程
（1) 切除系统中的补偿电容器，改变系统所带负载，观察系统各支路潮流和母线电压的变化.
将从模型图中读取的电压数据记入表5-1,潮流及线损数据记入表5—2.
其中L1为纯有功负载，容量为6MV A ，L2容量为（4+j5）MV A,L3为纯无功负载，容量为j5MV A,电容器容量为30Mvar.
潮流计观察方法：
首先点击“帮助"菜单中的“密码管理”按钮,输入正确的密码后才可显示潮流计算结果。(出厂附带模型未设置密码，直接点击“确定”即可）
点击“设备管理"菜单中的“设备初始化”按钮，点击“运行"菜单的“运行"按钮,软件即可自动进行潮流计算.观察左下角状态栏，显示“潮流计算结束”后,点击“选项”菜单中的“显示结果”按钮,此时网络图上将显示各母线电压值，各支路流过的有功、无功及电流值。在“运行”菜单的“结果浏览"中可看到更详细的潮流分布及线路损耗等数据。
每次投切断路器或修改负载数值后，应重新点击“设备初始化”,再点击“运行"!
（2）投入L1、L2和L3,分别投入电容器和切除电容,观察各母线电压和系统潮流的变化，将数据记入表5—3和5-4。
(3) 如表5-5所示,改变网络结构,观察各母线电压和系统潮流的变化。完成表5-5和表5—6。
表5—1 不接电容器改变负载时母线电压记录表
表5-2不接电容器改变负载时潮流分布及线损记录表
表5—3 投切电容器对母线电压的影响记录表
表5—4投切电容器对线路潮流的影响记录表
表5-5网络结构的变化对母线电压的影响记录表
表5-6网络结构的变化对线路潮流的影响记录表
5。1.4 思考题
1) 欲改变电力网络的有功功率和无功功率分布，分别需要调整网络的什么参数？
2）投切电容器对系统潮流及母线电压有何影响？
电力系统自动化实验指导书 同步发电机励磁控制实验 （一）实验目的 1、加深理解同步发电机励磁调节原理和励磁控制系统的基本任务； 2、了解自并励励磁方式和它励励磁方式的特点； 3、熟悉三相全控桥整流、逆变的工作波形；观察触发脉冲及其相位移动； 4、了解微机励磁调节器的基本控制方式； 5、了解电力系统稳定器的作用；观察强励现象及其对稳定的影响； 6、了解几种常用励磁限制器的作用； 7、掌握励磁调节器的基本使用方法。 （二）原理 同步发电机的励磁系统由励磁功率单元和励磁调节器两部分组成，它们和同步发电机结合在一起就构成一个闭环反馈控制系统，称为励磁控制系统。励磁控制系统的三大基本任务是：稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性。 图1 励磁控制系统示意图 实验用的励磁控制系统示意图如图1所示。可供选择的励磁方式有两种：自并励和它励。当三相全控桥的交流励磁电源取自发电机机端时，构成自并励励磁系统。而当交流励磁电源取自380V市电时，构成它励励磁系统。两种励磁方式的可控整流桥均是由微机自动励磁调节器控制的，触发脉冲为双脉冲，具有最大最小α角限制。 微机励磁调节器的控制方式有四种：恒U F（保持机端电压稳定）、恒I L（保持励磁电流稳定）、恒Q（保持发电机输出无功功率稳定）和恒α（保持控制角稳定）。其中，恒α方式是
一种开环控制方式，只限于它励方式下使用。 同步发电机并入电力系统之前，励磁调节装置能维持机端电压在给定水平。当操作励磁调节器的增减磁按钮，可以升高或降低发电机电压；当发电机并网运行时，操作励磁调节器的增减磁按钮，可以增加或减少发电机的无功输出，其机端电压按调差特性曲线变化。 发电机正常运行时，三相全控桥处于整流状态，控制角α小于90°；当正常停机或事故停机时，调节器使控制角α大于90°，实现逆变灭磁。 （三）实验内容 1、不同α角（控制角）对应的励磁电压波形观测 （1）合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄；（2）励磁系统选择它励励磁方式：操作“励磁方式开关”切到“微机它励”方式，调节器面板“它励”指示灯亮； （3）励磁调节器选择恒α运行方式：操作调节器面板上的“恒α”按钮选择为恒α方式，面板上的“恒α”指示灯亮； （4）合上励磁开关，合上原动机开关； （5）在不启动机组的状态下，松开微机励磁调节器的灭磁按钮，操作增磁按钮或减磁按钮即可逐渐减小或增加控制角α，从而改变三相全控桥的电压输出及其波形。 注意：微机自动励磁调节器上的增减磁按钮键只持续5秒内有效，过了5秒后如还需要调节，则松开按钮，重新按下。 实验时，调节励磁电流为表1规定的若干值，记下对应的α角（调节器对应的显示参数为“CC”），同时通过接在Ud+、Ud-之间的示波器观测全控桥输出电压波形，并由电压波形估算出α角，另外利用数字万用表测出电压Ufd和U AC，将以上数据记入下表，通过Ufd，U AC和数学公式也可计算出一个α角来；完成此表后，比较三种途径得出的α角有无不同，分析其原因。 2、同步发电机起励实验 同步发电机的起励有三种：恒U F方式起励，恒α方式起励和恒I L方式起励。其中，除了恒α方式起励只能在它励方式下有效外，其余两种方式起励都可以分别在它励和自并励两种励磁方式下进行。 恒U F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”的两种起励方式。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，
电力系统分析课程设计实验指导书 一、课程设计的目的与任务: 该课程设计为电气工程及其自动化专业的主要专业课设计之一，是学习电力系统分析基础课程后的一个重要的实践性教学环节。其目的在于巩固和加深对电力系统潮流和短路电流计算基本原理的理解，学习和掌握应用计算机进行电力系统设计和计算的方法，培养学生独立分析和解决问题的能力。 二、课程设计的基本要求: 掌握电力系统等值模型和参数计算，以及潮流和短路计算的基本原理，学会应用计算机计算系统潮流分布和短路电流的方法。 三、课程设计选题原则: 该课程设计是根据电力系统分析基础课程内容，结合实际工程和科研的电力系统网络进行系统的潮流和短路电流计算。 四、课程设计内容: 1、课程设计地点：机房和教室 2、设计内容 （1）电力系统潮流计算（2）电力系统短路电流计算 具体内容包括： 1）系统等值模型和参数计算。 2）编制电力系统潮流和短路计算程序。 3）计算结果分析。 4）编写说明书。 3、时间安排 1、系统等值模型和参数计算（2天） 2、编制算法程序并进行计算（2天） 3、计算结果整理和分析（1天） 4、编写说明书（1天） 5、成绩考核（1天） 五、课程设计主要参考资料： １、李光琦.电力系统暂态分析.北京：水利电力出版社.第二版 ２、陈珩.电力系统稳态分析.北京：水利电力出版社.第二版 ３、孟祥萍.基于ＭＡＴＬＡＢ的电力系统设计与计算.长春：吉林人民出版社４、孟祥萍.电力系统分析.北京：高等教育出版社 六、课程设计成绩考核： 根据学生的平时表现，说明书，以及设计完成后的口试成绩等进行综合评定。课程结束时，要求学生有课程设计说明书。课程设计成绩以平时成绩（占50%）、设计说明书（占50%）进行综合评定。3个同学一个题目，一个班题目不能选重复。 七、课程设计题目 （一）电力系统潮流的计算机计算 1. 题目 电力系统潮流的计算机计算 2. 目的和要求
电力系统基础实验指导书 北京建筑大学 建电系
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；不对称度运行对发电机的影响等。 二、预习与思考 1、何为电压损耗和电压降落？ 2、影响简单电力系统静态稳定性的因素有哪些？ 3、提高电力系统静态稳定有哪些措施？ 三、实验原理 电力系统稳态对称和不对称运动分析，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、更为直观的、易于形成的深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2-1所示。 XL 4 A相QF 6 XL 2 QF2 C相 A相C相 系统开 关 发电 机开 关 发电 机QF5 QF 3 XL 3 XL 1 QF1
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 1
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。试验台的输电线路使用多个结成链 形的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”无线就是直接用实验室 的交流电源，因此是由实际电力系统供电的，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）。利用光电编码盘的脉冲信号测量交流发电机的转速，此外，台上还设 置了模拟短路故障等控制设备。 四、实验设备 序号型号使用仪器名称数量备注 1EAL-01电源输出1 2EAL-02双回路输出电路1 3EAL-03微机接口1 4EAL-04原动机调速系统1 5EAL-05发电机励磁系统1 6EAL-06准同期控制器1 7EAL-07线路保护1 五、实验内容与步骤 1、实验准备 1）、合上实验台断路器； 2）、打开软件； 3）、合上实验台上挂箱EAL-01的“合闸”按钮（实验主界面的EAL-01中的“合闸”按钮）。 2、实验步骤 1）、单回路稳态对称运行实验 ①、合上EAL-02上的状态开关QF2、QF6、QF4、QFS，使系统运行在单回路状态 下；
3。1 电力系统稳定性实验（一） 3.1。1 实验目的 1）加深理解电力系统静态稳定的原理。 2）了解提高电力系统静态稳定的方法. 3。1。2 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"。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3—1所示。 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装置来实现自动调节.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. 实验台上安装有TQDB—III多功能微机保护实验装置,可以用来测量电压、电流、功率和频率.实验台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 图3—1 一次系统接线图 3.1。3 实验项目与方法 3.1。3.1 负荷调节实验 1) 启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置,并网步骤见“同步发电机准同期并列实验”。 2）将调速装置的工作方式设为“自动”,将励磁装置的工作方式设为“恒Ug"。
实验一PSASP概述及基础数据库 一、实验目的 了解PSASP的基础数据库以及用PSASP进行电力系统各种计算的方法。 二、PSASP概述 PSASP (Power System Analysis Software Package) 是由中国电力科学研究院研发的一套功能强大、使用方便的电力系统分析综合程序。主要用于电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案；运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题以及高等院校用于教学和研究。 基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种稳态分析、故障分析及机电暂态分析计算。 1．PSASP的三层体系结构 PSASP是一个资源共享、高度集成和开放的大型软件包，其结构分为三层，如下图所示： 第一层是公用数据和摸型的的资源库，其中包括： （1）电网基础数据库：包括发电机、负荷、变压器、交直流线等电网基本元件，提供了各种分析计算的基本数据支持。 （2）固定模型库：包括发电机、负荷、调压器、调速器、PSS、直流输电、静止无功补偿器等模型，提供了电力系统常用的模型支持。 （3）用户自定义模型库：由用户自定义(UD)方式建立的各种元件模型构成，用以扩充PSASP 的模型功能支持。 （4）用户程序库：由用户程序接口(UPI)方式实现的一些模型和功能程序构成，用以支持PSASP 运行。 第二层是基于资源库的应用程序包，在电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持下，可进行各种计算分析。其中包括： （1）稳态分析：潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等； （2）故障分析：短路计算、复杂故障计算、继电保护整定计算等； （3）机电暂态分析：暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、控制系统参数优化与协调、电磁-机电暂态分析的次同步谐振计算等。 第三层是计算结果库和分析工具，执行各种分析计算后，即生成相应的结果数据库，以便进一步采用不同的手段进行分析。 2．PSASP计算流程 PSASP计算的流程和结构如下图所示：
课程名称：电力系统分析综合实验指导老师：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、实验目的和要求 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、实验内容和原理 1.实验内容 （1）机组微机启动和建压 （2）手动准同期 （3）半自动准同期 （4）全自动准同期 （5）停机 2.实验原理 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（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度。 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。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查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匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、主要仪器设备 四、实验方法和实验步骤 1．机组微机启动和建压 （1）在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如果不在，则应调到0位置； （2）合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态，否则，松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态，“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄，调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）； （3）按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；
实验1 电力系统潮流计算分析实验 一、实验目的 1、熟悉电力系统潮流分布的典型结构， 2、熟悉电力系统潮流分布变化时，对电力系统的影响， 3、根据电力系统潮流分布的结果，能够分析各节点的特点。 二、原理说明 潮流计算是研究和分析电力系统的基础。它主要包括以下内容： （1）电流和功率分布计算。 （2）电压损耗和各节点电压计算。 （3）功率损耗计算。 无论进行电力系统的规划设计，还是对各种运行状态的研究分析，都须进行潮流计算。电力系统日常运行的潮流计算其实是对运行方式的调整从而制定合理的运行方式。 潮流计算的方法有手算的解析计算法和电子计算机计算法。在本实验平台中通过模拟电力系统运行结构取得各中原始数据，可根据线路形式以及参数初步进行潮流计算分析。但可能系统中一些设备原器件的非线性，造成理论计算和实际运行数据不符合，但基本在误差范围以内的，可作为全面分析实验中各中现象的理论依据。 电力系统潮流控制，包含有功潮流控制和无功潮流控制。电力网络中，各种结构都有自身的特点，因此潮流控制对电力系统安全与稳定、电力系统经济运行均具有重要意义。 THLDK-2电力系统监控实验平台上，根据电力网络中典型潮流结构特点，提供了7种网络结构进行分析。实验过程中，构建一个电力网络，增加或减少某些机组的有功出力和无功出力，在保持系统各节点电压在允许范围内的前提下，改变系统支路的有功潮流和无功潮流。可以研究某一单一网络结构，或者多中网络结构的互相变化，观察电力系统潮流的变化。 实验过程中，要运行“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件，完成各种潮流分布中功率数值和方向变化，各母线电压的变化，最后数打印各中数据和图形，加以分析。 在本实验平台上，实验人员要首先分析并熟悉各种网络结构的特点，了解可能出现的变化规律，然后在实验中潮流控制时，各发电机的功率应该缓慢调节，待系统稳定后，再进行下一步调整，还应整体把握各发电机的出力，以及各母线电压的变化，始终保证整个网络的稳定安全运行。 注意：实验过程中调节功率时，务必保证监控台上线路中的电流不超过5A！！！潮流分析实验中，如果1#发电机与2#发电机的出口母线，通过断路器QF1连通，或者，3#发电机与4#发电机的出口母线通过断路器QF6连通，则1#、2#、3#和4#发电机的调差系数设置为+10，这样并列运行的机组才能合理分配无功功率，保证系统稳定运行。 三、实验内容与步骤 1、“THLDK-2电力系统监控及运行管理系统”上位机软件的运行 投入“操作电源”（向上扳至ON），启动电脑及显示器、打印机，运行上位机软件。使用步骤见光盘软件使用说明书。实验中，在上位机界面（图3-8）中可进行各种潮流分布图进行分析。
《电力系统分析》课程设计指导书 课程设计的目的 电力系统分析课程设计是学完《电力系统分析》课程后的一次综合性练习。教学目的在于通过对地区电网的设计，巩固和运用前面所学到的基础理论知识，掌握电力系统设计的一般原则和方法，培养分析问题和解决问题的能力。电力系统分析课程设计要求完成一个比较完整的电力网的初步设计。在设计过程中，要考虑到各方面的相互关系和相互影响，综合地运用课程中所学到的知识,进行独立思考。 课程设计的基本要求 ·熟悉电力网初步设计的有关技术规程，树立安全、可靠和经济的观点。 ·掌握电力网初步设计的基本方法和内容 ·熟悉电力网正常运行的基本计算。 ·学习工程设计说明书的撰写。 课程设计内容 ·课程设计题目: 地区电力网设计 ·课程设计的原始资料：（附录A) 1、发电厂及变电所的地理位置图； 2、各变电所及发电厂负荷的最大有功功率、年最大有功功率、年最大负荷利用小时数、功率因数、变压器二次侧电压和调压要求及供电可靠性要求。 3、各发电厂的装机台数、单机容量、型号及功率因数等。 4、地区最热月平均空气温度等。 ·课程设计的基本内容: 1、功率平衡计算
功率平衡计算，包括有功功率平衡和无功功率平衡两部分； （1）有功功率平衡 为了维持频率的稳定，满足用户对功率的要求，电力系统装设的发电机额定容量必须大于当前的最大负荷.因此必须进行最大负荷时有功功率平衡计算，以校验系统备用容量是否符合要求。 有功功率负荷按下式计算： ·用电负荷 ∑==n i i LD P K P 1max 1 ·供电负荷 LD g P K P 2 11 -= ·发电负荷 )(11 3 y g f P P K P +-= 式中 ∑=n i i P 1 max —n 个变电所最大负荷之和； 1K —同时率 2K —网损率 3K —厂用电率 y P —发电厂的机压负荷 同时率1K 的大小与电力用户的多少、各用户的用电特点等有关，一般应根据实际统计资料确定。当无实际统计资料时,可参考附表B-1的同时率1K 。 网损率2K 以供电负荷的百分数表示,一般为%10~%5。 厂用电率3K 以厂用电负荷占发电负荷的百分数表示，通常发电厂厂用电率如附表B-2所示。 为保证系统的频率稳定和供电可靠性，系统内的总装机容量应大于发电负荷，即系统中应有足够的备用容量。按规定，系统的总备用不得低于系统最发电负荷的20％，即系统的总装机容量,应大于或等于发电负荷的1。2倍,即
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验 、实验目的 初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法； 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; 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、原理与说明 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q 轴总电抗分别为X d 刑X q ^，则发电 机的功率特性为： E q U U 2 X^-X q y P Eq = ---------- sin 6 + ——X ----- sin26 q Xd g 2 Xd ^Xq ^ 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势 E q 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 Eq （或E '）恒定。这时发电机的功率特 性可表示成： 或卩?=荼"' 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，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串联电容补偿等手 段以减少系统电抗、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 1. 2. 3. P E ；=EU X d 邑
机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。 三、实验项目和方法 (一)无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1. 网络结构变化对系统静态稳定的影响(改变 X ) 在相同的运行条件下(即系统电压 U x 、发电机电势保持E q 保持不变，即并 网前U x = E q ),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， 功率极限值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 (如发电机端电压等)的变化。将两种情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤： (1) (2) (3) (4) (5) (6) (1) 有功功率应缓慢调节，每次调节后，需等待一段时间，观察系统是否 单回线 表4-1 表4-2 双回线 输电线路为单回线； 发电机与系统并列后，调节发电机使其输出的有功和无功功率为零; 功率角指示器调零； 逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节励磁； 观察并记录系统中运行参数的变化，填入表 4-1中； 输电线路为双回线，重复上述步骤，填入表 4-2 中。
第一部分电路及电工实验 实验须知 一、电工实验的目的和要求通过实验课有计划的培养和训练，应达到以下 6 个方面的要求。 （1）、加深学生对课程内容的理解，验证理论和巩固所学的课堂知识。 （2）、培养学生具有一定的实践技能，树立尊重事实的思想和严谨的科学作风。 （3）、能正确使用一般常用的电工仪表、电子仪器、电机和电气设备。 （4）、能准确地读取实验数据、测绘波形曲线、分析实验结果，编写完整的实验报告。 （5）、能独立完成简单的电工及电子实验，提高分析问题和解决问题的能力。 （6）、具有一般安全用电知识。 二、实验课的组织电工实验是在教师指导下由学生独立完成规定的实验内容的教学过程。每次实验前教师应检查学生的预习情况，简述实验内容，讲解仪器的使用方法及注意事项，在实验过程中检查接线情况和实验结果，处理和解答学生在实验中所提出的问题。 实验开始之前，学生自行编好实验小组。每次实验需要经过预习，熟悉设备、接线、通电操作、观察波形（现象），记录并整理数据，编写实验报告等环节。学生对实验的科学态度应贯穿与整个实验过程的始终，对每一个环节都必须重视，不可偏废。学生对待实验的态度将列为成绩考核的内容之一。 实验结束后整理好实验台，并在每一台仪器记录本上签到，爱护公物，保持卫生。 三、实验前的预习 学生在实验前必须进行预习，其内容包括复习有关教材内容，阅读本次实验内容说明和步骤。做到明确实验目的和实验内容，熟悉实验电路图及操作步骤。对实验教程中所提出的具体要求，应做好准备。写好实验提纲，其内容包括实验目的，仪器名称、规格，实验步骤，线路图，操作注意事项，记录表格及计算公式，预习中发现的疑难问题等。 教师在实验开始时，根据教程的要求检查学生预习情况。 四、熟悉设备与接线实验开始后，学生应根据教程查对仪器，然后再熟悉仪表设备的接线端、刻度、各旋钮的位置及作用，电源开关的位置以及确定仪表的量程、极性等等。 接线前，应根据实验线路合理安排仪表及实验器材的位置，做到有利于读数及操作，也便于接线和查对，同时，应避免电感过于靠近电表造成读数不准。 接线时，应注意选择适当长度及粗细的导线，并检查导线接头的连接是否完好，以防接触不良。 接线是实验的基本技能之一。应该接线准确、可靠、合理、快速列为考核学生实验动手能力的重要内容之一。五、通电操作及读数 学生不能擅自通电，必须经指导教师同意才能接通电源。通电后，各组成员应集中注意力观察电路的变化，如有异常应立刻断开电源，检查原因。此外同组成员必须互相配合，防止有人还在接线就去开电。读数前先要心中有数仪表所测对象，正确快速记录数据。 六、整理实验结果和编写实验报告 整理实验结果，独立编写实验报告是实验的重要环节。从中可以系统地理解实验所得到的知识，建立清晰的概念。实验结果有数据、波形曲线和现象等。运用这些结果进行计算、描绘曲线、分析现象，找到其中典型的又能说明问题的特征，发现条件（参数）与结果之间的联系，从而说明电路的性质。 整理数据时必须注意到误差的判别。一般，测量装置精度不高、测量方法欠正确，以及测量者的观测方式欠缺所
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：2014302540149 姓名：刘玉清 班级： 2014级6班
一、实验目的（不超过400字介绍） 潮流计算是电力系统非常重要的分析计算，用以研究系统运行和规划中提出的各种问题。了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法，掌握用PSASP进行电力系统潮流、稳定和短路计算的方法，对于我们学习电力系统分析有重要的意义，可以让我们更深刻地体会潮流计算的过程，方便地模拟仿真电力系统的运行状况。 对运行中的电力系统，通过潮流的计算可以分析各种负荷变化、网络结构改变等各种情况会不会危及系统的安全，系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内，系统中各种元件（线路、变压器等）是否会出现过负荷，以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等；对规划中的电力系统，通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案（如新建变电站、线路改造、电磁环网解环等）能否满足安全稳定运行的要求。 二、潮流计算部分 （1）简单介绍本次实验的潮流计算的试验内容，叙述利用PSASP软件进行潮流计算需要输入哪些数据（不超过800字）。 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右图虚线所示： 实验将对该系统进行计算分析。 需要输入的数据为：母线数据、交流线数据、变压器数据、发电数据、负荷数据、区域定义数据、方案定义、潮流计算作业定义。具体数据见实验指导
第一章同步发电机准同期并列实验 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。 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，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。本实验台采用手动准同期方式。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 三、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查原动机调速上自耦调压器指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； 2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄； 3．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关； 4．把实验台上“同期方式”开关置“OFF”位置； 5．合上系统电压开关和线路开关QF1，QF3，检查系统电压接近额定值380V； 6．合上原动机开关，调节自耦调压器的输出，电动机将慢慢启动到额定转速； 7．当机组转速升到95%以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电压相等。 （二）观察与分析 1．操作原动机调速旋钮调整机组转速，记录微机励磁调节器显示的发电机频率。观察并记录不同频差方向，不同频差大小时的模拟式整步表的指针旋转方向及旋转速度、频率平衡表指针的偏转方向及偏转角度的大小的对应关系； 2．操作励磁调节器上的增磁或减磁按钮调节发电机端电压，观察并记录不同电压差方向、不同电压差大小时的模拟式电压平衡表指针的偏转方向和偏转角度的大小的对应关系。（三）手动准同期 1．按准同期并列条件合闸
《电力系统》实验指导书常州工学院
实验平台认识 一：WDT-ⅢC型电力系统综合自动化试验装置简介 电力系统综合自动化实验台是一个自动化程度很高的多功能实验平台，它由发电机组、实验操作台、无穷大系统等设备组成。如附图1-1所示，发电机与无穷大之间采用双回路输电线路，并设有中间开关站，通过中间开关站和单回、双回线路的组合，使发电机与无穷大系统之间可构成四种不同联络阻抗，供系统实验分析比较时使用（如实验二图2所示）。 图1-1 电力系统综合自动化试验台外形图 1．发电机组 它是由同在一个轴上的三相同步发电机（S N=2.5kV A，V N=400V ，n N=1500r.p.m ），模拟原动机用的直流电动机（P N=2.2 kW，V N=220V ）以
及测速装置和功率角指示器组成。直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘上构成可移动式机组。具有结构紧凑、占地少、移动轻便等优点，机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验。 2．试验操作台 它是由输电线路及保护单元、功率调节和同期单元，仪表测量和短路故障模拟单元等组成。 输电线路采用具有中间开关站的双回路输电线路模型，并对其中一段线路设有“YHB-A微机保护装置”，此线路的过流保护还具有单相自动重合闸功能。 功率调节和同期单元，由“TGS-03B微机调速装置”、“WL-04B微机励磁调节器”、“HGWT-03B微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。 仪表测量和短路故障模拟单元由各种测量表计及其切换开关、各种带灯操作按钮以及观测波形用的测试孔和各种类型的短路故障操作等部分组成。在做电力系统试验时，全部的操作均在试验操作屏台上进行。 3．无穷大系统 无穷大电源是由15kV A的自耦调压器组成。通过调整自耦调压器的电压可以改变无穷大母线的电压。 试验操作台的“操作面板”上有模拟接线图、操作按钮和切换开关以及指示灯和测量仪表等。操作按钮与模拟接线图中被操作的对象结合在一起，并用灯光颜色表示其工作状态，具有直观的效果。红色灯亮表示开关在合闸位置，绿色灯亮表示开关在分闸位置。 本试验装置主要是为开设与电力系统运行（稳态及暂态）有关的教学实验而设计的。虽然试验装置中的发电机、原动机、励磁系统及输电线路，并未按与大型实际电力系统的相似条件来，进行物理仿真，然而，它们不失为一个真实的“一机—无穷大”的简单电力系统，并且可以定性地、反复地、直观地实验，观测实际电力系统的各种运行状态，而且由于小型发电机与大型发电机参数（标幺值）的差别。在实验中可以观测与教科书中对大型发电机所作的分析差别，这更有利于引导学生进行思考，从而进一步加深对电力系统运行状态特性的理解，也有利于培养学生的科学思维能力，有利于对学生进行实际操作和实验研究能力的培训和训练。
电力系统分析实验 指导书 （理工类） 成都理工大学 电气系
目录实验一电力系统分析计算 实验二电力系统简单电网潮流计算 实验三、复杂电力系统的潮流计算 实验四电力系统三相短路故障仿真分析 实验五电力系统不对称故障分析 实验六小电流接地系统单相故障分析 实验七一个复杂电力系统的短路计算 实验八同步发电机三相短路暂态过程分析 实验九简单电力系统静态稳定性仿真 实验十简单电力系统暂态稳定性仿真 附录1：实验成绩考核办法 附录2：推荐教材、参考书
（一）实验教学目标 其目的是在学生基本上学完专业课的基础上，对电力系统中的某些问题进行综合的试验研讨，帮助学生将课堂上所学的主要专业课程的理论知识与实践相结合，了解最先进的电力科学技术，进一步掌握电力系统各种特性和理论知识。 引导学生综合运用所学知识，进行电力科学研究，培养学生实际动手能力，综合应用能力和创新能力；以提高学生试验研究，分析处理数据和提出科学报告的能力。 使学生站在全局的高度，了解整个电力系统，培养学生的综合思维能力和综合处理问题的能力，促进学生综合素质的提高。 （二）实验要求 学生们在做电力系统综合实验前，应首先阅读实验指导，了解本次实验的目的和内容，根据实验内容预习相关理论知识 熟悉实验室的一次设备和二次系统，并根据实验室的设备条件，在教师的指导下根据所选实验项目和要求独立地进行实验方案的设计，确定实验方法、系统接线图、具体操作步骤、拟定实验中所要求记录的物理量表格等，向指导老师提出实验方案，经同意后方可进行实验。 学生们应尽量多次地、独立地进行试验，实验完成后每人应提交较完整的实验报告。，严格按照操作要求使用设备。
《电力系统自动化》课程实验 1 绪论 1.1.1 实验的基本要求 实验是《电力系统自动化》课程的重要教学环节，通过实验，加深学生对课程内容的理解，掌握电力系统自动化的基本原理和实际操作能力。 本课程实验项目主要有手动及自动准同期并列、同步发电机自动励磁控制、电力系统功率特性等，掌握系统与装置的工作原理、工作特性，掌握常用仪器和实验设备的使用方法，培养学生掌握基本的电力系统自动化操作能力。 实验分为实验前、实验中、实验后三个阶段。 1）实验前的准备 实验准备是保证实验能够顺利进行的必要步骤。每次实验前都应做好预习，才能对实验目的、原理、步骤和注意事项等做到心中有数，从而提高实验质量和效率。认真做好实验前的准备工作，对于培养学生独立工作能力，提高实验质量和保护实验设备、人身的安全等都具有相当重要的作用。预习应做到： （1）复习教科书有关章节内容，熟悉与本次实验相关的理论知识。 （2）认真学习实验指导书，了解本次实验目的和内容，掌握实验工作原理和方法，仔细阅读实验安全操作说明，明确实验过程中应注意的问题。 （3）写好预习报告，其中应包括实验系统的详细接线图、实验步骤、数据记录表格等，经教师检查认为确实做好了实验前的准备，方可开始实验。 2）实验中的进行 在完成实验预习环节后，就可进入实验实施阶段。实验时要做到以下几点： （1）预习报告完整，熟悉设备 实验开始前，指导老师要对学生的预习报告做检查，要求学生了解本次实验的目的、内容和方法，只有满足此要求后，方能允许实验。指导老师要对实验装置作详细介绍，特别是对实验中的安全必须严肃认真讲解，学生必须熟悉该次实验所用的各种设备，明确这些设备的功能与使用方法。 （2）建立小组，合理分工 每次实验都以小组为单位进行，每组由3～4人组成。实验进行中，机组的运行控制、电力系统的监控调度、记录数据等工作都应有明确的分工，以保证实验操作的协调，数据准确可靠。 （3）试运行 在正式实验开始之前，先熟悉仪表的操作，然后按一定规范通电接通电力网络，观察所有仪表是否正常。如果出现异常，应立即切断电源，并排除故障；如果一切正常，即可正式开始实验。 （4）测取数据
《电力系统稳态分析计算机方法》实验指导书 实验三直流潮流计算实验 1.实验目的： 潮流计算是电力系统分析的一个重要的部分。通过对电力系统潮流分布的分析和计算，可进一步对系统运行的安全性，经济性进行分析、评估，提出改进措施。电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。 在电力系统分析的部分领域，要对潮流计算提出一些特殊要求，比如在一些实时控制的领域，要求计算的速度快，并且收敛性高。为了符合这些要求，有时可以降低计算精度。而直流潮流计算就是在这种实际应用中简化而来的。 在一些应用场所，如输电网络中，只要考虑的是电力系统中有功功率的分布，而不需要计算各个节点电压幅值，且要计算速度要快，这势必要对潮流计算进行简化处理，本节实验就是研究直流潮流计算，编程与调试，获得电力系统中各支路的有功分布，为进一步进行电力系统分析作准备。通过实验教学加深学生对电力系统潮流计算原理的理解和计算，初步学会运用计算机知识解决电力系统的问题，掌握潮流计算的过程及其特点。熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。 2．实验器材： 计算机、软件（已安装，包括各类编程软件C语言、C++ VB VC
等、应用软件MATLAB?）、移动存储设备（学生自备，软盘、U 盘等） 3.实验内容： 一、直流潮流的介绍 在电力系统稳态分析课程中，我们已经学习过有关高斯-塞德尔 和牛顿-拉夫逊等潮流计算方法，它们所面对的是个非线性方程组求 解问题。虽然这些方法都具有一定的精度，但计算量较大，这显然 不适应形成电网规划方案时多次而反复的潮流计算要求。 直流潮流模型是把非线性电力潮流问题简化为线形电路问题， 从而使分析计算非常方便，直流潮流专门用于研究电网中有功潮流 的分布。 二、直流潮流算法的形成过程 对下图所示等值电路图，对于之路（i,j ），如果忽略其并联支路，例如忽略线路的充电电容。则支路的有功潮流方程可写成： 2旧 P j + jQ j =5[ g j - j （b j +b,o）] - UUe j（g j - jb j ）.. （1）其中gij为支路电导，bij为支路电纳。Pij相当于注入的有功功率。正常运行的电力系统，其节点电压在额定的电压附近，且支路 两端的相角差很小，因此，可以如下简化假设：U i=U j =1, sin 6 =片，皿可=1，r ij =0，则式（1）可以简化成
目录 第一章电力系统综合实验的大体要求 ......... 错误!未定义书签。实验前的预备 .................................................. 错误!未定义书签。实验的进行 ...................................................... 错误!未定义书签。实验总结.......................................................... 错误!未定义书签。第二章平安操作说明................. 错误!未定义书签。第三章电力系统综合实验............. 错误!未定义书签。复杂电力系统稳固运行方式分析实验..... 错误!未定义书签。实验目的........................... 错误!未定义书签。原理说明........................... 错误!未定义书签。实验内容与步骤..................... 错误!未定义书签。实验报告........................... 错误!未定义书签。电力系统功率特性和功率极限实验....... 错误!未定义书签。实验目的........................... 错误!未定义书签。原理说明........................... 错误!未定义书签。实验内容与步骤..................... 错误!未定义书签。实验报告........................... 错误!未定义书签。
第二部分 电力系统暂态分析 第一章 电力系统故障分析的基本知识 一、基本要求 掌握电力系统故障的类型和电力系统故障的危害性；掌握电力系统各元件参数标幺值的计算和电力系统故障分析的标幺值等值电路;了解无限大电源系统三相短路电流分析；掌握无限大电源系统三相短路电流的周期分量、短路冲击电流、最大有效值电流和短路容量的计算. 二、重点内容 1、电力系统故障类型 电力系统的故障分为：短路故障和断线故障。电力系统的短路故障一般称为横向故障，它是相对相或者相对地发生的故障；断线故障称为纵向故障，包括一相断线、两相断线和三相断线故障. 电力系统的故障大多数是短路故障。我们着重分析短路故障。 2、短路故障的类型 短路故障的类型分为三相短路、单相短路接地、两相短路和两相短路接地.其中三相短路时三相回路依旧是对称的，因此称为对称短路;其它三种短路都使得三相回路不对称，故称为不对称短路。断线故障中，一相断线或者两相断线会使系统出现非全相运行情况,也属于不对称故障. 在电力系统实际运行中，单相短路接地故障发生的几率较高,其次是两相短路接地和两相短路，出现三相短路的几率很少。 需要注意的是:中性点不接地系统发生单相接地故障时，接地电流很小，允许运行1～2小时。 3、电力系统各元件参数标幺值的计算（近似计算） （1） 发电机 N B N B S S X X ⋅ =)*()*( ………………………………（7—1） 式中 )*(N X —- 发电机额定值为基准值的电抗标幺值；B S -— 基准容量； N S —- 发电机额定容量。 （2） 变压器 N B K B S S U X ⋅= 100%)*( ………………………………(7—2） 式中 %K U ——变压器短路电压百分数. （3） 电力线路 架空线路 2)*(4.0B B B U S L X ⋅⋅= ………………………（7-3） 电缆线路 2)*(08.0B B B U S L X ⋅ ⋅= ……………………… (7—4)
电力系统稳态分析实验报告 篇一：电力系统稳态分析实验指导书 电力系统稳态分析实验指导书 目录 实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验 ................................................ ........................................ 2 1.1 实验目的................................................. ................................................... ........................................... 2 1.2 原理说明................................................. ................................................... ........................................... 2 1.3 实验内容与步骤 ................................................ ................................................... ................................ 3 实验二电力系统潮流计算分析实验 ................................................ ...................................................