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一、实训背景电力系统计算是电力系统运行、维护、规划和设计的基础，通过对电力系统进行计算分析，可以了解系统的运行状态，发现潜在的问题，为电力系统的安全、稳定、经济运行提供依据。
本实训旨在通过实际操作，使学生掌握电力系统计算的基本原理和方法，提高学生的实际操作能力和解决实际问题的能力。
二、实训目的1. 理解电力系统计算的基本原理和方法。
2. 掌握电力系统潮流计算、短路电流计算和稳定性计算等基本计算方法。
3. 能够运用电力系统计算软件进行实际计算，分析计算结果。
4. 培养学生的团队合作精神和实际操作能力。
三、实训内容1. 电力系统潮流计算（1）实训目的：通过潮流计算，了解电力系统在给定运行方式下的节点电压和功率分布，为电力系统的运行、维护和规划提供依据。
（2）实训内容：以某110kV变电站为例，进行潮流计算。
2. 电力系统短路电流计算（1）实训目的：通过短路电流计算，了解电力系统发生短路故障时的短路电流大小和分布，为选择电气设备参数和整定继电保护提供依据。
（2）实训内容：以某110kV变电站为例，进行三相短路电流计算。
3. 电力系统稳定性计算（1）实训目的：通过稳定性计算，了解电力系统在发生故障或扰动时的稳定性，为电力系统的安全运行提供依据。
（2）实训内容：以某110kV变电站为例，进行暂态稳定性和静态稳定性计算。
四、实训步骤1. 收集电力系统相关资料，包括系统接线图、元件参数、运行方式等。
2. 根据收集的资料，建立电力系统计算模型。
3. 运用电力系统计算软件进行计算，包括潮流计算、短路电流计算和稳定性计算。
4. 分析计算结果，总结电力系统的运行状态、潜在问题和改进措施。
五、实训结果与分析1. 潮流计算结果（1）节点电压：根据潮流计算结果，A、B、C三点的节点电压分别为115kV、110kV、110kV。
（2）功率分布：根据潮流计算结果，A、B、C三点的有功功率分别为15MW、10MW、5MW，无功功率分别为5Mvar、2Mvar、3Mvar。
电力系统分析计算实验报告实验报告：电力系统分析计算一、实验目的本次实验的目的是通过对电力系统的分析和计算，了解电力系统的性能指标以及计算方法，为电力系统的设计、运行和维护提供理论依据。
二、实验原理1.电力系统的基本概念：电力系统由电源、输电线路、变电站以及用户组成，其主要功能是将发电厂产生的电能传输到用户处。
电力系统一般按照功率等级的不同分为高压、中压、低压电力系统。
2.电力系统的拓扑结构：电力系统的拓扑结构是指电源、变电站、输电线路等各个组成部分之间的连接关系。
常见的电力系统拓扑结构有环形、网状和辐射状等。
3.电力系统的性能指标：电力系统的性能指标包括电压、电流、功率因数、谐波等。
其中，电压是电力系统中最基本和最重要的性能指标之一，有着直接影响电力设备运行稳定性和用户用电质量的作用。
4.电力系统的计算方法：电力系统的计算方法主要包括短路电流计算、负荷流计算、电压稳定计算等。
通过这些计算方法可以了解电力系统的运行状态，为系统的运行和维护提供参考。
1.收集电力系统的基本信息：包括装置的类型、额定容量、接线方式等。
2.进行短路电流计算：根据电力系统的拓扑结构和装置参数，计算各个节点的短路电流。
3.进行负荷流计算：根据电力系统的负荷信息和装置参数，计算各个节点的负荷流值。
4.进行电压稳定计算：根据电力系统的电源参数、负载参数和线路参数，计算各个节点的电压稳定性。
5.分析计算结果，评估电力系统的性能，找出可能存在的问题。
6.根据分析结果，提出改进措施，优化电力系统的运行。
四、实验结果通过上述计算，我们得到了电力系统各节点的短路电流、负荷流值以及电压稳定性等指标。
通过对实验结果的分析，我们发现了电力系统中可能存在的问题，并提出了相应的改进方案。
五、实验结论通过本次实验，我们深入了解了电力系统的分析和计算方法，掌握了评估电力系统性能的指标和工具。
我们发现电力系统的设计和优化非常重要，可以提高系统的稳定性和可靠性，减少能源损失。
电力系统暂态上机计算报告系别：班级：姓名：FREEMAN学号：2011年1月三、给定题目的程序计算结果：1．电磁暂态输入文件：input.txt2 100,10.5,0.18 120,0.11,1 200,10.5,0.14 200,0.10,231,2,110,0.41,3,60,0.42,3,60,0.42,3,40100115 输出文件：output.txt------------------------------------原始数据-----------------------------------发电机G1: SGN1= 100 MV A, UGN1=10.50 KV , xd1=0.180变压器T1: STN1= 120 MV A, 变比为10.50 / 115.00 KV , Uk1%=11.00000 ,所连节点号为1电源支路数发电机的SN 、发电机的UN 、发电机的次暂态电抗 发电机相连的变压器的SN 、变压器的电抗百分数、发电机支路所接节点 节点总数 支路所接的两个节点号,线路长度,支路单位电抗 故障所在支路的两节点号，距第一个点的距离百分数 功率基准值 线路电压的基准值发电机G2: SGN2= 200 MV A, UGN2=10.50 KV, xd2=0.140变压器T2: STN2= 200 MV A, 变比为10.50 / 115.00 KV, Uk2%=10.00000 ,所连节点号为2输电线路1-2: 长110 KM, 单位电抗0.400 Ω/km输电线路1-3: 长60 KM, 单位电抗0.400 Ω/km输电线路2-3: 长60 KM, 单位电抗0.400 Ω/km故障情况：在线路2-3上距2节点40%处发生三相短路---------------------------------------------------------------------------------------------------------------本程序计算结果为:--------------------------------计算后线路电抗为：线路1-2 :0.332703, 线路1-3 :0.181474, 线路2-4 :0.072590, 线路3-4 :0.108885,节点导纳矩阵为：j(-12.197080) j( 3.005682) j( 5.510417) j( 0.000000)j( 3.005682) j(-25.115057) j( 0.000000) j(13.776042)j( 5.510417) j( 0.000000) j(-14.694444) j( 9.184028) j( 0.000000) j(13.776042) j( 9.184028) j(-22.960069)求得的R和D因子为:j(0.081987) j(-0.246426) j(-0.451782) j(0.000000) 0.00000 j(0.041027) j(-0.055711) j(-0.565185) 0.00000 0.00000 j(0.082445) j(-0.820452) 0.00000 0.00000 0.00000 j(0.142667)所求得电压、电流结果为：短路电流:相量值为if =j( -7.009324)有名值为If = 3.518987 KA各节点电压为:相量值为u1 = 0.478795, 有名值为U1 = 55.061387 KV相量值为u2 = 0.389107, 有名值为U2 = 44.747275 KV相量值为u3 = 0.179548, 有名值为U3 = 20.648020 KV各线路故障电流为:相量值i1-2 = j(-0.269573) , 有名值I1-2 = 0.135338 KA相量值i1-3 = j(-1.648974) , 有名值I1-3 = 0.827857 KA相量值i2-f = j(-5.360351) , 有名值I2-f = 2.691130 KA相量值i3-f = j(-1.648974) , 有名值I3-f = 0.827857 KA相量值△iG1 = j(-1.918547) , 有名值△IG1 = 10.549274 KA, 相量值△iG2 = j(-5.090777) , 有名值△IG2 = 27.992015 KA, -----------------------------------END----------------------------------------2．机电暂态a.输入文件：input.txt200,115240,10.5,0.80,1.1,0.9,0.3,0.44,1.54300,242,10.5,12.0280,220,121,14.0230,0.4,0.4,1.2250,0.98,1152,0.65,0容量基准值，电压基准值发电机容量，电压，功率因数，直轴电抗，交轴电抗，暂态电抗，负序电抗，惯性时间变压器T1容量，高压侧电压，低压侧电压，Uk%变压器T2容量，高压侧电压，低压侧电压，Uk%输电线路长度，单位长度正序、负序、零序电抗正常情况下向无穷大系统输出的功率、功率因数、无穷大系统电压故障类型，故障点距线路始端百分数，接地电抗b.输出文件：output.txt******************* 原始数据****************容量基准值:200.000000 电压基准值:115.000000----------------------------------------------------------------------------------- 发电机参数：额定有功功率:240.000000 额定电压:10.500000 功率因数:0.800000 直轴电抗:1.100000 交轴电抗:0.900000 直轴暂态电抗:0.300000 负序电抗:0.440000 Tj:1.540000 ----------------------------------------------------------------------------------- 变压器参数：变压器1容量:300.000000 高压侧额定电压:242.000000 低压侧额定电压电压:10.500000 电压百分数:12.000000变压器2容量:280.000000 高压侧额定电压:220.000000 低压侧额定电压电压:121.000000 电压百分数:14.000000----------------------------------------------------------------------------------- 输电线路参数：线路长度:230.000000 单位正序电抗:0.400000 单位负序电抗:0.400000 单位零序电抗=1.200000----------------------------------------------------------------------------------- 无穷大系统参数：故障前吸收有功:250.000000 功率因数:0.980000 恒定电压:115.000000----------------------------------------------------------------------------------- 故障地点：距线路始端0.650000, 故障类型：两相短路，故障点接地电抗为：j0.000000*************** 原始数据标么值归算************** 容量基准值:200.000000 电压基准值:115.000000 220KV电压等级电压基准值:209.090912----------------------------------------------------------------------------------- 发电机参数：额定有功功率:1.200000 额定电压:1.157391 功率因数:0.800000 直轴电抗:0.982340 交轴电抗:0.803733直轴暂态电抗:0.267911 负序电抗:0.392936 Tj:2.310000----------------------------------------------------------------------------------- 变压器参数：变压器T1容量:1.500000 高压侧额定电压:242.000000 低压侧额定电压电压:10.500000 电抗:0.107164 变压器T2容量:1.400000 高压侧额定电压:220.000000 低压侧额定电压电压:121.000000 电抗:0.110707----------------------------------------------------------------------------------- 输电线路参数：线路长度:230.000000 单位正序电抗:0.420870 单位负序电抗:0.420870 单位零序电抗=1.262609-----------------------------------------------------------------------------------无穷大系统参数：故障前吸收有功:1.250000 功率因数:0.980000恒定电压:1.000000-----------------------------------------------------------------------------------故障点接地电抗：0.000000****************** 正常运行时参数***************直轴暂态电抗和=0.696217交轴电抗和=1.232039虚构电动势E'=1.463569正常运行时候的功角=36.485753度。
电力系统及其自动化实验(一)实验报告姓名：班级：班学号：实验时间：2016年3月15日1.实验内容：一、实验目的（1）了解铁路牵引供电系统与配电系统的特点，对西南交通大学—施耐德电气联合实验室系统的集中管理、保护与控制自动化、电能质量监测等进行操作与学习。
（2）通过运行等比例缩小的牵引供电系统模型，了解牵引供电系统的结构及工作过程；（3）了解认识微电网及控制实验系统，培养在新能源领域的学术研究及知识理解能力；二、实验原理（1）西南交通大学－施耐德电气联合实验室采用400V配电网络来模拟实际铁路的10kV配电。
整个平台由10kV单电源供电，进线侧配置施耐德电气ION7650电能质量监测仪表与Sepam微机保护等装置实现对电源进线处电流、电压、功率、电度、功率因数、频率、谐波、最大/最小值等状态量的监测、断路器的控制。
10kV电源出线均配置Sepam微机保护装置确保系统安全运行。
整个平台可分为3大部分，分别是牵引供电、铁路配电以及监控系统。
1、牵引供电部分牵引供电部分模拟实际牵引变电所，通过升压变压器将10kV升至27.5kV 为牵引负荷供电。
进线配备施耐德电气带通讯的断路器，同时根据需要配备施耐德电气ION7650与PM810电能质量监测装置，监测进线与牵引侧负荷的电能质量。
2、配电部份配电部分模拟铁路配电网，采用400V电压模拟实际线路采用的10kV电压。
电源由10kV经10kV/400V降压变压器降压后提供，降压后电源线路分为两部分，分别构成模拟配电所甲和配电所乙，每个配电所内加装施耐德电气电容补偿装置，补偿容量初步定为50kV A。
甲所与乙所互为备用，分别馈出两路出线连接铁路一级负荷贯通线与综合负荷贯通线。
模拟贯通线路由电感、电容以及电阻元件根据实际线路的参数搭建。
同时在一级负荷贯通线路上设置有故障模块，模拟实际铁路配电线路的各种故障，借以观察故障后保护以及断路器等的动作情况。
借助施耐德电气的PowerLogic 配电监控系统，本部分预期实现如下功能：[1]设备保护由SEPAM系列微机保护装置来满足不同高压设备（如线路、变压器、电动机、电容器、母线等）的保护功能要求。
过电压报告昆明理工大学过电压报告昆明理工大学特高压输电系统过电压计算与仿真引言随着电力工业的发展，我国电网规模不断扩大。
目前，东北、华北、华东、华中、西北、华南电网已形成500千伏骨干网，西电东送，南北互供。
全国联网的格局正在形成。
我国用电负荷与发电能源分布很不均衡，东部地区负荷多而能源少，西北西南地区能源多而负荷少，在能源中心建立大火电、水电基地，远距离、大容量将电能输送到负荷中心是解决该矛盾的较好途径。
这就需要建立全国能源传输通道，进行“西电东送，南北互供，全国联网”，在全国范围内实现能源优化配置。
对远距离大容量输电的需求推动了特高压输电技术的研究。
由于西电东送、南北互供等大容量远距离输电的要求，我国的过电压问题更加突出。
过电压分外过电压和内过电压两大类。
外部过电压，也称为雷电过电压，是由大气中的雷云向地球放电引起的。
直击雷和过电压感应雷有两种。
雷电过电压的持续时间约为几十微秒，具有脉冲特性，故常被称为雷电冲击波。
直击雷过电压是雷电直接击中电气设备导电部分时产生的过电压。
直击雷过电压的幅值可达数百万伏，会破坏电气设施的绝缘，造成短路接地故障。
感应雷击过电压是指在放电过程中，由于空间电磁场的快速变化，在未被雷电直接击中的电气设备（包括二次设备和通信设备）上感应的过电压。
内过电压,电力系统内部运行方式发生改变而引起的过电压。
有暂时过电压、操作过电压和谐振过电压。
暂时过电压是由于断路器操作或发生短路故障，使电力系统经历过渡过程以后重新达到某种暂时稳定的情况下所出现的过电压，又称工频电压升高。
操作过电压是由于进行断路器操作或发生突然短路而引起的衰减较快持续时间较短的过电压，常见的有：①空载线路合闸和重合闸过电压。
②切除空载线路过电压。
③切断空载变压器过电压。
④弧光接地过电压。
谐振过电压是电力系统中电感、电容等储能元件在某些接线方式下与电源频率发生谐振所造成的过电压。
电力系统中电路状态和电磁状态的突变是产生过电压的根本原因。
电力系统综合实验实验报告一、实验目的电力系统综合实验旨在深入了解电力系统的运行原理、特性和控制方法，通过实际操作和数据分析，提高对电力系统的认识和解决实际问题的能力。
二、实验设备与工具本次实验使用了以下设备和工具：1、电力系统模拟实验台：包括发电机、变压器、输电线路、负载等模拟组件。
2、测量仪器：如电压表、电流表、功率表、频率表等。
3、计算机及相关软件：用于数据采集、分析和模拟计算。
三、实验原理1、电力系统的基本构成电力系统由发电、输电、变电、配电和用电等环节组成。
发电环节将其他形式的能源转化为电能，通过输电线路将电能输送到变电站，经降压后分配给用户。
2、电力系统的运行特性包括电压、电流、功率、频率等参数的变化规律，以及系统的稳定性、可靠性和经济性等方面的特性。
3、电力系统的控制方法通过调节发电机的输出功率、变压器的变比、无功补偿设备等，实现对电力系统的电压、频率和功率的控制。
四、实验内容与步骤1、电力系统潮流计算（1）根据给定的电力系统网络结构和参数，建立数学模型。
（2）使用计算机软件进行潮流计算，得出各节点的电压、电流和功率分布。
2、电力系统稳定性分析（1）在实验台上设置不同的运行工况，如短路故障、负荷突变等。
（2）观察系统的动态响应，分析系统的稳定性。
3、电力系统的电压调整（1）改变发电机的励磁电流，观察母线电压的变化。
（2）投入无功补偿设备，如电容器、电抗器，研究其对电压的调节效果。
4、电力系统的频率调整（1）改变发电机的输出功率，观察系统频率的变化。
（2）研究一次调频和二次调频对频率稳定的作用。
五、实验数据与结果分析1、潮流计算结果各节点的电压幅值和相角。
各支路的电流和功率。
分析潮流分布的合理性，找出可能存在的问题。
2、稳定性分析结果系统在故障或扰动后的振荡情况。
计算稳定裕度，评估系统的稳定性。
3、电压调整结果发电机励磁电流与母线电压的关系曲线。
无功补偿设备投入前后的电压变化情况。
4、频率调整结果发电机输出功率与系统频率的关系曲线。
工频过电压仿真实验一预习要求1 熟悉正序、负序、零序的概念2 熟悉空载长线电容效应的原理3 熟悉长线方程，及传递系数的计算4 熟悉接地系数的概念及计算二实验目的1.掌握测量输电线路工频参数的方法2.了解造成工频电压升高的原因3.了解限制工频电压升高的措施三实验内容1利用长线的开路试验及短路试验求线路的正序及零序参数2空载线路电容效应引起的工频电压升高2.1在无穷大电源条件下测量线路末端电压，计算传递系数；2.2在有限大电源条件下测量线路末端电压，计算传递系数；3利用补偿电抗器限制工频电压升高3.1 在线路末端加补偿电抗器，计算电压传递系数；3.2 在线路首端加补偿电抗器，计算电压传递系数；3.3 在线路中间加补偿电抗器，计算电压传递系数；4 末端单相接地，测量健全相电压，计算接地系数四实验步骤1 线路参数测量（a）线路末端开路试验（b）线路末端短路试验图1线路参数测量仿真试验电路图1.1. 在ATP-EMTP中搭建试验电路。
本试验进行稳态计算，所以ATP菜单栏ATP—>Settings中Tmax应设置为“0”。
需要求解的试验线路由已给定的LCC元件模拟。
2.2. 测量线路的首端入口阻抗。
线路首端加正序电压（电流）源，末端开路（图1-a），测量线路首端相电压幅值U1k与电流幅值I1k，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rk1；线路首端加正序电压（电流）源，末端短路（图1-b），测量线路首端相电压幅值U1d与电流幅值I1d，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rd1；线路首端加零序电压（电流）源，末端开路（图1-a），测量线路首端相电压幅值U0k与电流幅值I0k，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rk0；线路首端加零序电压（电流）源，末端短路（图1-b），测量线路首端相电压幅值U0d与电流幅值I0d，并求解末端开路时的正序首端入口阻抗Z Rd0；1.3. 求解线路正序和零序参数L1、C1、L0、C0（课下完成）由Z Rk1、Z Rd1、Z Rk0、Z Rd0计算线路正序和零序参数L1、C1、L0、C0。
电力系统分析上机实验姓名：班级：学号：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：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。
✧文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。
✧图形支持环境：“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“数据检查”命令。
4）作业定义：给出计算控制信息，明确具体的计算任务。
✧文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。
✧图形支持环境：“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“短路”命令。
5）执行计算：✧文本支持环境：在上述“短路计算信息”窗口，完成作业定义之后，点击“计算”按钮即可。
✧图形支持环境：“运行模式”下，a. 点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业；b. 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算；c. 点击“格式”菜单项，执行“短路结果”命令，确定计算结果在图上的显示方式。
电力系统过电压计算一、引言电力系统过电压是指电力系统中的电压超过其额定值的现象。
过电压可能会对电力设备和系统造成损坏，因此对于电力系统的过电压计算和分析非常重要。
本文将介绍电力系统过电压的计算方法和一些实际案例。
二、过电压的来源电力系统中的过电压主要有以下几种来源：1. 瞬时过电压：由于雷电、开关操作等原因引起的电压瞬时增加。
2. 暂态过电压：由于电力系统中的故障，如短路、接地等引起的电压波动。
3. 持续过电压：由于电力系统中的谐波、电容补偿等原因引起的长时间的电压超过额定值。
三、过电压计算方法电力系统的过电压计算方法包括两种：解析法和仿真法。
1. 解析法解析法是根据电力系统的特性和参数，通过数学公式计算出电力系统中的过电压。
解析法的优点是计算速度快，计算结果比较精确。
但是，解析法需要对电力系统的参数和特性有深入的了解，计算过程比较复杂。
2. 仿真法仿真法是通过电力系统的仿真软件，对电力系统进行模拟计算，得出电力系统中的过电压。
仿真法的优点是计算过程比较简单，可以模拟不同的故障情况，得出不同情况下的过电压。
但是，仿真法需要对电力系统的仿真软件有一定的了解，计算速度比较慢。
四、实际案例下面介绍两个实际案例，展示电力系统过电压计算的应用。
1. 案例一某变电站的110kV主变出现了短路故障，导致电力系统发生了暂态过电压。
根据电力系统的参数和特性，使用解析法计算出了过电压的大小和持续时间。
结果显示，过电压的峰值为1.8倍额定电压，持续时间为0.2秒。
根据计算结果，变电站采取了相应的措施，避免了过电压对电力设备的损坏。
2. 案例二某城市的电力系统中出现了谐波问题，导致电力系统中的持续过电压超过了额定值。
为了解决这个问题，使用仿真软件对电力系统进行了模拟计算。
结果显示，谐波问题主要来自于电容补偿装置的存在，采取了相应的措施，降低了电容补偿装置的影响，解决了谐波问题。
五、结论电力系统过电压的计算和分析对于保障电力设备和系统的安全运行非常重要。
电力系统及其自动化实验报告-高电压[全文5篇]第一篇：电力系统及其自动化实验报告-高电压电力系统及其自动化实验电力系统及其自动化实验报告3一、实验目的1.介质损耗角正切的测量。
通过本试验了解现场设备预试的基本过程，并巩固所学知识。
具体内容如下：学习使用预防性试验规程；掌握Q S-l电桥正、反接线测量方法；掌握用摇表测绝缘的方法；了解高压试验时基本的安全技术、注意事项；2.工频高压演示实验。
掌握工频高压的几种测量方法：用测量球隙进行测量、用高压静电电压表进行测量和用工频分压器(电容式分压器)配合低压仪表进行测量。
二、实验内容1.介质损耗角正切的测量 1.1西林电桥基本原理图1西林电桥原理接线图西林电桥原理接线图如图1所示。
图中Cx，Rx为被测试样的等效并联电容与电阻，R3、R4表示电阻比例臂，Cn为平衡试样电容Cx的标准，C4为平衡损耗角正切的可变电容。
根据电容平衡原理，当：ZxZ4=ZnZ3式中Zx、Zn、Z3、Z4分别是电桥的试样阻抗，标准电容器阻抗以及桥臂Z3和Z4的阻抗。
11111=+jωCxZn==+jωC4Z=RZRjωCZR3，4xn，34其中：x。
解所得方程式，得：电力系统及其自动化实验R41 Cn⨯2R31+tanδxCx=tanδx=ωC4R4电桥的平衡是通过R3和C4来改变桥臂电压的大小和相位来实现的。
在实际操作中，由于R3和C4相互之间也有影响，故需反复调节R3和C4，才能达到电桥的平衡。
由于绝大多数电气设备的金属外壳是直接放在接地底座上的，换言之，被试品的一极往往是固定接地的。
这时就不能用上述正接线来测量它们的tanδ，而应改用图2所示的反接线法进行测量。
图2西林电桥反接线原理图1.2tanδ测量的影响因素 1)外界电磁场的干扰影响在现场进行测量时，试品和桥体往往处在周围带电部分的电场作用范围之内，虽然电桥本体及连接线都如前所述采取了屏蔽，但对试品通常无法做到全部屏蔽。
这时等值干扰电源电压就会通过对试品高压电极的杂散电容产生干扰电流，影响测量。
课程设计报告( 2011 -- 2012年度第一学期)名称：电力系统过电压上机计算题目：电力系统过电压仿真计算与分析院系：电气与电子工程学院班级：电气08**班学号：**********学生姓名：小香菇指导教师：设计周数：2周成绩：日期：2011年12月30日目录一、课程设计的目的与要求 (1)1、目的与要求 (1)2、主要内容 (1)二、设计正文 (1)1.ATP简介 (1)2.简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算 (2)3.500K V工频过电压计算与分析（FS2运行方式） (7)3.1丰镇侧0.03S正常甩负荷 (7)3.2 丰镇侧A相在0.03S永久短路 (7)3.3 丰镇侧A、B相在0.03S两相短路接地 (8)4.合闸、重合闸500K V空载输电线路的统计操作过电压计算 (8)4.1 合空线统计过电压 (8)4.2 三相重合闸统计过电压 (10)三、课程设计总结 (12)1.工频过电压计算结果总结 (12)2.合闸操作过电压计算结果总结 (12)3.心得体会 (13)四、参考文献 (13)一、课程设计的目的与要求1、目的与要求1.1 掌握集中参数、分布参数回路中的暂态计算方法。
熟练使用EMTP程序。
1.2 了解输电线路防雷分析的数值计算方法。
掌握输电线路采用线路避雷器提高线路耐雷水平的基本原理，并评价其效果。
1.3 了解输电线路工频过电压、操作过电压的数值计算方法。
掌握限制工频过电压、操作过电压的主要措施，并评价其效果。
2、主要内容2.1 简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算EMTP简介；集中参数电路暂态计算；非线性电感电路计算；电容放电电路计算；分压器的电位分布；断路器触头恢复电压计算；波在单相线路上的传播；冲击波作用于单相线路的研究；180km分布参数输电线路及集中参数电路计算。
2.2 工频过电压计算与分析500kV输电线路在正常送电状态下甩负荷工频过电压计算；单相接地故障工频过电压计算；两相接地故障工频过电压计算；并联电抗器的作用。
2.3 操作过电压计算与分析合闸、重合闸500kV空载输电线路的统计操作过电压计算；统计开关的应用；并联电抗器、避雷器的作用。
2.4 输电线路防雷计算与分析输电线路采用线路避雷器后的线路耐雷水平计算；避雷器吸收的雷电放电能量及放电电流分析；安装避雷器后提高线路耐雷水平的效果评价。
二、设计正文1. ATP简介ATP-EMTP是目前应用得最为广泛的电磁暂态计算的标准程序。
从概念讲，EMTP可应用于任何电路的电磁暂态现象计算。
但是另一方面，因为它的庞大功能，在只有固定格式的文本输入方式时，它的应用相当困难。
许多电力技术人员虽然知道ATP-EMTP的潜在应用价值，但苦于入门艰难，迟迟不敢尝试ATP-EMTP的应用。
ATP Draw 就是为了解决这个问题而开发的，它是建立计算模型用的人机对话图形接口。
ATPDraw准备了电力系统各种元件的图符，点击这些图符，可打开相应的图框，输入有关参数。
连接这些图符，可构成所需要的电路。
各个元件的图框都带有帮助功能，提示各参数的定义。
ATPDraw还具有设定时间步长、计算时间、输出要求及各种特殊要求（如频率扫描）的功能。
A TPDraw生成文本输入文件，执行ATP时实际上还是通过文本输入文件。
有了这个工具，使ATP-EMTP的利用大大方便了。
2. 简单的集中参数电路、分布参数电路暂态计算习题1 仿真电路及输出结果分析：仿真结果可见电容先充电后放电的过程，如果改变电容的参数为2uF，仿真结果如上，大电容将右端电阻电感短接，周期性充放电。
习题2 仿真电路及输出结果电压波形如下：电流波形如下：分析：电容分压器可用于测量交流和冲击高电压。
本例在直流电压源作用下，先对横向（对地）电容充电，由于电感的存在，可以使电容电压高于电源电压，继而放电再充电的过程。
习题3 仿真电路及输出结果分析：补充图为仿真时间增长后仿真结果。
可见随着时间的增长，恢复电压几乎按幅值为15MV的正弦增长。
习题4 仿真电路及输出结果分析：波在多段波阻抗不等的单相传输线上传输时会发生多次折反射。
习题5 仿真电路及输出结果分析：三相全换位输电线路能通过三相的全换位减小对地电容的不对称，使中性点的偏移减小。
习题6 仿真电路及输出结果分析：当线路长度与信号在线路中传输的波长相差不大时可以用集总参数表示线路，当长度远大于波长时，必须使用分布参数。
软件提供的分布参数输电线模型方便分析仿真长线路。
习题7 仿真电路及输出结果分析：冲击波作用于单相线路，经3.35us波到达避雷器，XX0009结点开始有电压，仿真时间8us尚不够长，避雷器上的电压约升到4V，避雷器未动作，故避雷器所在支路电流为零。
习题8 仿真电路及输出结果其中X0003-X0007为电阻支路，X0005-X0007为电感支路。
故障设为非永久性接地，在0.0000001S时线路末端发生单相短路接地，开关在0.00028S跳开，0.038S重合闸的同时，单相短路故障消失。
电源电压带重合闸的开关左侧电压开关右侧（线路首端）电压线路末端电压电阻支路B、C相电流电感支路A、B相电流分析：开关左侧电压受电源的钳制保持标准正弦波形。
短路时，线路末端的A相电压为零，导致B、C 两相电压幅值变化，使线路首端A相过电压倍数为1.65，随着故障消除和重合闸成功，电压电流恢复正常。
习题9 仿真电路及输出结果分析：由于电感的存在，会使电容电压高于电源电压。
当电容电压高于电源电压时，电容通过电阻放电而使自身电压下降。
3. 500kV工频过电压计算与分析（FS2运行方式）3.1丰镇侧0.03S正常甩负荷仿真电路丰镇侧万全侧分析：丰镇侧在0.03S正常甩负荷，稳定后的工频电压幅值由513 kV上升到540kV，工频过电压倍数为1.053，且谐波含量增大。
甩负荷对万全侧的工频电压幅值基本无影响。
甩负荷后，由于线路末端并有电抗器，能削弱空载长线的电容效应，降低末端电压，故最大过电压将出现在线路中间某点。
3.2 丰镇侧A相在0.03S永久短路仿真电路丰镇侧万全侧分析：永久短路后，A相电压降为0，经3-4个周期后，进入稳态非全相运行。
工频电压幅值由513kV升到570kV，工频过电压倍数为1.111，由于A相短路引起万全侧A相电压幅值明显低于其他两相，同时谐波含量增加。
3.3 丰镇侧A、B相在0.03S两相短路接地仿真电路同A相短路丰镇侧万全侧分析：永久短路后，A、B相电压降为0，工频电压幅值由513kV升到590kV，工频过电压倍数为1.150，由于两相短路接地引起万全侧A、B相电压幅值明显低于C相。
4. 合闸、重合闸500kV空载输电线路的统计操作过电压计算4.1 合空线统计过电压（1）母线侧和线路侧均装设避雷器仿真电路：A相统计开关在0.035S时合闸。
仿真发现：线路侧避雷器设置为444 kV，而将电源侧的避雷器额定电压设置为420 kV时出错，只有把母线侧的避雷器额定电压调至430 kV及以上时仿真才能进行。
仿真结果：母线侧电压线路末端电压母线侧避雷器电流线路侧避雷器电流分析：在避雷器的作用下，合空线引起的母线侧过电压幅值被限制到550 kV以下，线路侧过电压幅值被限制到560 kV以下。
（2）母线侧和线路侧均无避雷器仿真结果：母线侧电压线路末端电压分析：无避雷器时，母线侧在合空线之前电压为521kV，母线侧过电压幅值最大为570 kV，操作过电压倍数为1.094，线路末端过电压幅值最大为630 kV，操作过电压倍数为1.203倍。
4.2 三相重合闸统计过电压（1）母线侧和线路侧均装设避雷器仿真电路：仿真采用0.05S时切空线，经0.5S后合空线。
母线侧和线路侧避雷器的额定电压都设为444kV。
仿真结果：图 1 母线侧电压图 2 线路末端电压分析：在避雷器的作用下，三相重合闸引起母线侧操作过电压最大幅值为570kV，操作过电压倍数为1.094，线路末端过电压幅值最大为600 kV，操作过电压倍数为1.152倍。
图 3 母线侧避雷器电流图 4 线路侧避雷器电流分析：重合闸时线路末端避雷器多次动作，释放能量约为110MV A（550kV×200A）。
（2）母线侧和线路侧均无避雷器仿真结果：图 5 母线侧电压图 6 线路末端电压分析：无避雷器时，母线侧在合空线之前电压为521kV，母线侧过电压幅值最大为610 kV，操作过电压倍数为1.171，线路末端过电压幅值最大为620 kV，操作过电压倍数为1.19倍。
三、课程设计总结1. 工频过电压计算结果总结500kV输电线路在正常送电状态下甩负荷工频过电压、单相接地故障工频过电压、两相接地故障工频过电压倍数都小于2。
接地故障会引起三相电压幅值不等。
正常甩负荷时，并联电抗器削弱了空载线路的电容效应，可用于限制工频过电压。
2. 合闸操作过电压计算结果总结统计过电压是指出现概率为2％的过电压值。
合闸、重合闸500kV空载输电线路时使用统计开关，可以得到出现概率为2％的过电压值。
线路侧接并联电抗器使断路器两端幅值上升速度大为降低，断路器发生重燃的可能性较少，出现高幅值过电压的概率也明显下降。
采用性能良好的避雷器作为合闸操作过电压的后备保护。
3. 心得体会仿真过程中，如果不能从任务书中所列参数分析模型的物理含义，则如盲人摸象，即使运行不出错并输出结果，仍无法确定所得仿真结果是否正确。
所以每做一道题之前，我都会分析该道题模拟何种实际状态，再分析实际状态下会有何特点，从而指导我对仿真结果正确性的判断。
对待本次过电压上机计算，如果不思考，只是根据任务书仿真，仿真能输出结果就当完成任务，是根本不能达到对理论知识的巩固和对软件的掌握的目的的。
仿真并不是特别简单的事情，从参数设置、电路搭建，容易出现参数设置错漏，电路有虚接，时间步长设置不合适等等问题出现。
刚开始只会盲目调试，后经老师指导，学会了在输出文件中查找错误，在输入文件中核对输入参数，以及在输出文件中找过电压幅值等等。
遇到困难、解决困难的过程，便是提高自己的过程。
总之，对待任何一门实践课程，只有勤于操作，摸索，同学间交流，向老师请教，才能真正巩固理论知识，掌握实践技巧。
在所花的时间里，有所长进。
四、参考文献[1] 周泽存, 沈其工 高电压技术. 中国电力出版社, 第三版. 2007年2月。
