电力系统分析I实验指导书

电力系统分析指导书电力系统分析实验指导书与实验报告班级：.学号：.姓名：.机械与电子工程学院2011.2实验一系统调差特性实验一、实验目的1.深入理解调差原理，掌握改变发电机电压调节特性斜率的方法。

2.多台机组在同一母线上并联运行时，无功功率分配与无功调节特性的关系。

3.理解调差系数的含义及其发电机外特性曲线。

二、原理与说明为了改变发电机外特性曲线，使并列运行的各台机组之间合理分配无功负荷，或者为了维持系统某一点电压恒定，在负荷变化时，要对电力网电压损耗进行补偿，因而设置了无功调差电路。

三、实验步骤系统电压调至380V,按照电力系统并列实验步骤，将发电机经变压器实验装置，输电线路实验装置和无穷大系统并列。

1.零调差实验1）设置微机励磁调节装置的“调差系数”为“0”，具体操作方法见附录2微机励磁装置使用说明。

2）降低系统电压来增加发电机无功输出。

可以通过调节与无穷大电源连接的三相自耦调压器来降低系统电压，记录端电压Ud和无功Q 数值于表1中。

2.正调差实验1）设置微机励磁调节装置的“调差系数”为“5”，具体操作方法见附录2微机励磁装置使用说明。

2）降低系统电压来增加发电机无功输出。

可以通过调节与无穷大电源连接的三相自耦调压器来降低系统电压，记录端电压Ud和无功Q 数值于表1中。

3.负调差实验1）设置微机励磁调节装置的“调差系数”为“-5”，具体操作方法见附录2微机励磁装置使用说明。

2）降低系统电压来增加发电机无功输出。

可以通过调节与无穷大电源连接的三相自耦调压器来降低系统电压，记录端电压Ud和无功Q 数值于表1中。

表1思考题：改变发电机电压调节特性斜率的方法？理解调差系数的含义？回答多台机组在同一母线上并联运行时，无功功率分配与无功调节特性的关系？实验二电力系统暂态稳定实验一、实验目的1. 通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使理论教学与实践结合，提高学生的感性认识；2. 学生通过实际操作，从试验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施。

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。

电力系统分析实验指导书广东工业大学自动化学院电力工程系目录实验一电力系统分析综合程序PSASP概述2实验二一个简单电力系统的短路计算 4 实验三一个复杂电力系统的短路计算5实验四基于PSASP的电力系统潮流计算实验 7实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 8实验六基于PSASP的单机－无穷大系统稳定分析实验10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、其他工具潮流计算短路计算稳定分析静态安全分析电压稳定谐波分析等电网基础数据库固定模型库用户自定义模型库固定模型库第一层是：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。

✧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。

电力系统分析 实验指导书安全注意事项：1、实验电压：500V，实验电流：4.2A，具有一定危险性。

2、实验过程中，人体不可接触带电线路，如自耦调压器的接线端、发电机的接线端等。

3、控制柜上的总电源只允许指导老师操作，其他人员不得自行开关。

控制柜上的所有组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。

4、实验台上的微机线路保护装置只允许指导老师操作，实验台上的其他组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。

第一节发电机组的起动与运转实验一、实验目的1、了解微机调速装置的工作原理、掌握其操作方法。

2、熟悉发电机组中的原动机（直流电动机）的基本特性。

3、掌握发电机组起励建压、解列、停机操作。

二、原理说明本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于设定原动机的转速（即发电机输出电压的频率）和有功功率，励磁系统用于调整发电机输出电压值和无功功率。

图1-1为调速系统的原理结构示意图，图1-2为励磁系统的原理结构示意图。

图1-1 调速系统原理结构示意图A、B、C为墙壁插头电源进线在控制柜中发电机图1-2 励磁系统原理结构示意图装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLZD-2电力系统综合自动化控制柜（以下简称“控制柜”）中的THLWT-3型微机调速装置（以下简称“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（隐装于控制柜中），采用双闭环方式调节原动机的电枢电压，从而改变原动机的转速和输出功率。

发电机输出端的三相交流电压信号送入电量采集模块1，三相交流电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经RS485通信口送入THLWL-3型微机励磁装置（以下简称“微机励磁装置”）；发电机的直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果也经RS485通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机的励磁电流。

电力系统基础实验指导书精编Document number：WTT-LKK-GBB-08921-EIGG-22986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。

图2-1 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。

实验指导书专业课程：电力系统分析（Ⅰ）专业班级：电气18级指导教师：朱自伟实验时间：2020年12月--2021年1月南昌大学信息工程学院能源与电气工程系实验须知实验是工科高等院校一个十分重要的教学环节，上好实验课是加强学生基本技能训练，提高教育质量，培养又红又专建设人才的重要措施。

因此，要求学生认真做到以下各条：一、严格遵守实验室的纪律和制度，遵守实验课操作规程，爱护国家财产，损坏仪器设备要赔。

二、实验前，必须坚持理论联系实际的原则，树立老老实实的科学态度。

尊重老师，听从指导，集中精力作好实验。

三、实验完毕，必须将实验仪器设备擦净、复原、整理好，实验记录送交实验指导教师检查签字后，方可离开实验室，不合格者要重做。

四、认真地处理实验数据，写好实验报告，在实验一周后，送交实验指导老师，不合格者要重写。

五、不得赤脚、穿背心、球裤进入实验室，实验室内应保持肃静、整洁、卫生、严禁随地吐痰，严禁吸烟。

实验指导书实验一电力网数学模型模拟实验一、实验目的：本实验通过对电力网数学模型形成的计算机程序的编制与调试，获得形成电力网数学模型：节点阻抗矩阵的计算机程序，使数学模型能够由计算机自行形成，即根据已知的电力网的接线图及各支路参数由计算程序运行形成该电力网的节点阻抗矩阵。

通过实验教学加深学生对电力网数学模型概念的理解，学会运用数学知识建立电力系统的数学模型，掌握数学模型的形成过程及其特点，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。

二、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 等）、移动存储设备（学生自备）。

三、实验内容：编制调试形成电力网数学模型——节点阻抗矩阵的计算机程序。

程序要求根据已知的电力网的接线图及各支路参数运行形成该电力网的节点阻抗矩阵。

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。

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。

实验一电力系统设备认识实验实验目的：1．熟悉该综合试验台的组成部分和基本特点。

2．掌握该实验设备的基本操作。

实验安全操作说明为了顺利完成电力系统综合自动化实验平台的全部实验，确保实验时人身安全与设备的安全可靠运行，实验人员严格遵守如下安全说明：1.与监控主站的电源插头配合使用的插座，一经确定后不可随意调整，原因有二：（1）该插座容量要求较高，若换用其它容量较低的插座，实验时的冲击电流会导致监控主站上的电源开关跳开。

（2）该插座与监控主站插头的相序已经对应，若换用的插座与监控主站插头的相序不对应，并列实验时会对仪表和发电机组产生冲击，严重时可能导致设备损坏。

2.上电前，应做如下工作：（1）检查实验装置、监控主站和发电机组间的电缆线是否可靠连接。

（2）实验装置的地线必须与实验室的地线相连，保证实验装置可靠接地，（3）实验装置和监控主站间的通讯线是否可靠连接。

3.上电后，实验前，应注意：（1）观察实验装置上方的电压表或者通过“N母电压切换”转换开关检查各母线电压是否正常。

（2）上电后实验装置面板上的实验区按钮不可随意乱按，因为有的实验相间短路或者单相接地电流很大，即使做实验时，也要短时间的按，不可长时间按“试验”按钮！！（3）检查微机准同期装置、微机励磁装置和直流电动机调速装置的参数设置是否为实验要求的值。

如果不是，请修改相关设置。

4.实验过程中，人体不可接触带电线路，如三相自耦调压器输入、输出接线端。

5.实验装置带电时，切记不可接触实验装置内部接线的任何元器件，以免触电。

6.发电机组启动后，切勿推拉发电机组。

7.在进行发电机组与系统间的解列操作时，要使发电机组的有功功率P和无功功率Q 接近于零，即：零功率解列。

8.监控主站上的总电源应由实验指导教师来控制，其他人员只能经指导教师允许后方可操作，不得自行合闸。

9.保护装置中的有些参数为固定参数，是根据实验装置本身而设定的，不可随意更改，需要更改时，实验完在改回原值即可（比如保护装置中的“接线方式”控制字和一些系统参数设实验二微机自动准同期装置的操作实验一、实验目的1. 熟悉同步发电机准同期并列过程；2. 加深理解同步发电机并列条件；3. 会使用微机自动准同期、微机半自动准同期和手动同期三种方式并列；4. 掌握微机自动准同期装置和同期表的使用方法。

实验一同步发电机准同期并列实验一．实验目的1．加强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“恒定超前时间原理”，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，这种并列的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统能被迅速拉入同步。

根据并列操作的自动化程度不同，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。

他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，考虑到短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和角度。

自动准同期并列，通常采用恒定超前时间原理工作，这个超前时间可按短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允许频差，不断地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压均频控制脉冲。

当所有条件均满足时，在整定的超前时刻送出合闸脉冲。

三．实验内容和步骤（一）机组启动和建压1．检查调速器上“模拟调节”电位器指针是否指在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、红灯灭。

调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后控制量（左）和功率角（右）。

调速器上“并网”灯和“微机故障”灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮；3．按调速器上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；4．励磁调节器选择它励、恒UF运行方式，合上励磁开关；5．把实验台上“同期方式”开关置“手动”位置；6．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；7．合上原动机开关，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速；8．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。