电力系统分析综合实验报告

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本科生实验报告

实验课程 电力系统分析

学院名称

专业名称 电气工程及其自动化

学生姓名

学生学号

指导教师

实验地点 6C901

实验成绩

二〇一九年 九 二〇一九年 十二月 2

电力系统分析实验报告

摘要

电力系统分析是电气工程专业的主干基础课程，是学生进入电力系统专业的主要向导和桥梁。而MATLAB仿真中的Simulink建模是对电力系统进行建模分析的一个重要工具。

关键词：电力系统；MATALB；建模

实验一 电力系统分析计算

一、实验目的

1. 掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.

2. 通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模型。

3. 掌握多级电力网络的等值电路计算方法。

4. 理解有名制和标幺制。

二、实验内容

1．电力线路建模

有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。

电阻

(欧) 电抗

(欧) 电纳

电力系统综合实验报告

第一部分 综合实验台

1、实验目的

通过实验加深对电力系统暂态稳定性内容的理解，在对不同类型短路数据的分析中锻炼独立思考的能力，进一步了解不同短路故障对电力系统的危害。

实验方式为在理想实验台上模拟最简单的电力系统暂态稳定性问题，以期巩固学生在前一阶段的学习中对相关内容的掌握。

2、实验原理与接线

电力系统中不同类型的短路故障引起的最大短路电流可由下式得到，推导过程可参见《电力系统分析》一书相关章节内容。

单相接地短路：If=3Eaj(Xff1+Xff2+Xff0)

两相相间短路：If=√3Eaj(Xff1+Xff2)

两相接地短路：If=√3√1−Xff2//Xff0Xff2+Xff0•Eaj(Xff1+Xff2//Xff0)

三相对称短路：If=Eaj(Xff1)

如下图1实验接线模拟了单机无穷大系统。

图1单机无穷大系统

3、实验结果与数据分析

⑴、不同故障类型对短路电流影响

在下表中根据QF1~QF6的开断来选择单机无穷大系统的运行方式。XL1接入双回线运行、XL2接入双回线运行。

表格 1 短路切除时间0.5s单相接地短路实验数据

QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 P_max(W) I_max(A) 备注

1 1 1 1 0 1 300 4.96 未跳闸

0 1 0 1 0 1 300 4.44 未跳闸

1 1 0 1 1 1 300 6.46 A相跳闸

0 1 1 1 1 1 300 6.81 A相跳闸

表格 2 短路切除时间0.5s两相相间短路实验数据

QF1 QF2 QF3 QF4 QF5 QF6 P_max(W) I_max(A) 备注

1 1 1 1 0 1 300 6.07 三相跳闸

0 1 0 1 0 1 300 5.36 三相跳闸

1 1 0 1 1 1 300 6.58 三相跳闸

0 1 1 1 1 1 300 10.00 三相跳闸

电网络分析与综合实验报告

电路与系统 ZZH

实验一：Capture CIS软件及其电路设计方法

一、 实验目的

1． 学习Cadence/OrCAD软件的安装。

2． 学习用Cadence/OrCAD软件进行电路原理图输入。

3． 熟悉现代电路设计的软件环境，为实验二做准备。

二、 实验内容

1. 安装Cadence/OrCAD 10.5软件。注意：需要设置环境变量。

2. 行Capture CIS软件，进行电路原理图输入环境状态，熟悉相关菜单和按钮的功能与使用方法。

3. 建立一个设计项目（工程），设置图纸属性等。

4. 以一个简单的电源设计和CCD视频信号前置放大器为例，进行电路元器件的查找、输入、摆放和导线联接等。

(1) 电源设计要求：外部输入20V，产生放大器要求的电压。

(2) 前置放大器设计要求：使用AD8099同相放大，输入CCD信号（如下图虚线所示），去除直流后再放大一倍（如下图实线所示）。

5. 修改进而创建元器件图形符号。

6. 修改元器件属性。

7. 进行电气设计规则检查并创建网络联接表。

三、 实验要求

1. 通过Internet网络查找、收集相关资料。

2. 自学OrCAD Capture的相关教程或资料。

3. 可以相互讨论，但最后必须独立完成。

4. 写出并提交电子版实验报告。

四、 实验设备

1. PC机一台，最低配置：P4 2.0GHz CPU/512M内存/80G硬盘。

2. 一套Cadence/OrCAD电路设计软件。

五、 实验过程：

1. 实验准备，知道Cadence的安装使用。本软件的安装求注意的是环境变量的设置。右击“我的电脑”→“属性”→ 弹出“系统属性”对话框→“高级”选项卡→“环境变量”。弹出“环境变量”对话框。

在用户变量中选择“新建”，在下面对话框中输入变量名和变量值

变量名是“CDS_LIC_FILE”，变量值是“D:\Cadence\SPB_15.5”(变量值视具体安装路径而定)。

电力系统分析综合实验

1基于动模实验系统的发电机并网输电实验

实验要求

本部分实验要求在动模实验室完成。利用动模实验室 2#同步发电机组（容量 15kVA）、机端变压器、模拟输电线路、分布式电力系统物理仿真模拟屏、各相关线路和设备操作开关、1#无穷大系统等构建图 21 所示简单电力系统，实验过程中发电机采用自同期方式并网，利用开关远动操作实现线路传输功率的切换，并利用监控主站和仪表记录实验数据。

接着根据上述要求对下述实验步骤和操作设备进行细化，明确相关实验步骤和相关设备的就地操作按钮，合理分配和安排实验小组同学参与的具体操作和相互配合。

实验步骤

A. 利用导线在图 20 所示分布式电力系统物理仿真模拟屏上实现图 21

所示简单电力系统接线；

B. 发电机启动：操作 2#发电机控制柜上按钮，依次为“动力电源合”→“励磁合”→“开机”→观察发电机控制柜上发电机的机端电压、励磁电流和转速等仪表指针变化；

C. 自同期并网：操作系统测控柜投入 1#无穷大系统→调整发电机的电压、频率接近无穷大系统的电压、频率→“励磁分”→利用线路开关测控柜在动模设备室就地操作线路开关“合”→合 2#发电机测控柜开关，迅速“励磁合”→系统稳定→测量电压、电流、有功、无功、频率等；

D. 调节相关设备，使发电机并网后经两条输电线路输出 2kW，0.5kVar 功率，利用图 22 所示发电机控制柜的仿真控制器液晶显示器，就地观察所调节发电机输出有功的调节结果，以达到所要求的并网传输功率；

E. 在动模监控室监控主站计算上，用鼠标点击“实验平台主菜单”中“遥测信息表”菜单下的“2Q3Q 线路遥测表”菜单，进入“2Q3Q 线路遥测表”。在此观察 2Q、3Q 线路的有功和无功比，并根据观测数据估计图 21 中 9L 和 10L 输电线路阻抗比值（实验报告中要求给出结果）；

F. 在图 23 中的鼠标点击“2Q3Q 线路遥测表”，进入“2Q3Q”遥信操作界面，将鼠标移至 2Q 或3Q 设备符号的边框上，鼠标点击，待设备符号边框被选中后，将鼠标移至边框上并点击右键，在右键菜单中，选择“遥控”选项，点击进入 2Q 或 3Q 开关遥控操作界面，点击“分”按钮，然后通过不断点击“确定”，实现所选定开关的遥控“分”操作，进而实现输电线路 2 回