文档介绍：电力系统分析
实验报告
北京交通大学电气工程学院
电气工程综合实验中心
实验3 暂态稳定分析实验
一、实验目的
①进一步认识电力系统暂态失稳过程,学会绘制摇摆曲线;
②掌握影响电力系统暂态稳定的因素,掌握故障切除时间(角)对电力系统暂态稳定的影响;
③掌握提高电力系统暂态稳定的方法。
二、实验内容
①电力系统暂态失稳实验;
②故障类型对电力系统暂态稳定的影响;
③电力系统暂态稳定的影响因素实验。
三、实验使用工程文件及参数
①工程文件名:暂态稳定分析实验,输入参数(如图15-6):
G1:300+j180MVA(PQ节点)
变压器B1:Sn=360MVA,变比=18/242 KV,Uk%=%,Pk=230KW,P0=150KW,I0/In=1%;
变压器B2:Sn=360MVA,变比=220/18KV,Uk%=%,Pk=128KW,P0=,I0/In=%;
固定频率电源S:Un=18 KV(平衡节点);
线路L1、L2:长度:100km,电阻:,电抗:,电纳:×10-6S/km。
四、实验方法和步骤
①电力系统暂态失稳实验
打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件。该工程中有一个双回线网络,并带有一个故障点,模拟电力系统发生故障后的暂态失稳现象。网络结构图如图15-6所示,输入给定参数,完成实验系统建立。
图15-6 带故障点双回路网络结构图
运行仿真,在输出图页上观察故障前系统稳定运行时的电压、电流波形,以及在发生故障后,系统失稳状态的电压、电流波形,并将电压电流波形记录到图15-7和图15-8(仿真时间:15秒;故障时刻:第5秒;故障持续时间:;故障距离:50%;故障类型:三相短路)。
图15-7 故障前稳定运行时波形图
图15-8 故障失稳运行时波形图
由仿真结果可以看出来,此时电压电流波形都在发生振荡。此时说明系统已经失稳了。
②故障类型对电力系统暂态稳定的影响
实验模型①中,在故障点设置不同类型短路,按表15-6运行仿真,观察结果,记录波形。
(故障跳闸:仿真时间:15秒;故障时刻:第5秒;故障持续时间:;故障距离:50%;断路器第一次动作时间(分闸):;
故障不跳闸:仿真时间:15秒;故障时刻:第5秒;故障持续时间:10秒;故障距离:50%;)
(故障前/故障时/故障后电压电流输出波形、发电机输出功率波形)
单项短路:
故障不跳闸:
故障前:
电压电流
发电机
图中黑线为有功,红线为无功。
系统稳定运行
故障时:
电压电流
发电机:
故障后:
电压电流
发电机:
故障跳闸:
故障前:
电压电流:
发电机:
在故障发生之前,电压电流波形依然成正弦波。功率依然为一条直线,说明此时系统稳定运行。
故障时:
电压电流:
由于故障时刻在5s处,所以观察5s之后的波形。发生故障之后,A相电压开始降低。最后降为0,而A相电流则迅速增大。
发电机:
故障时刻为5s,故观察5s 之后的波形。由仿真结果可以看出来,故障时有功和无功都发生了振荡,整体趋势呈正弦波。
故障后:
电压电流:
,故要观察故障后的电压电流波形,。由仿真结果可知,在故障切除之后,电压电流波形又恢复到故障前的电压电流波形。说明故障切除之后,系统能自动恢复到原来的运行状态。说明系统能够自动恢复稳定运行。
发电机:
,由波形可以看出来,故障切除之后,有功和无功开始趋于稳定,振荡也开始逐渐减小。由波形还可以看出,无功恢复比有功恢复快。
两项短路:
故障不跳闸:
故障前;
电压电流:
发电机:
系统稳定运行
故障时:
电压电流;
发电机:
系统开始失去稳定性。
故障后:
电压电流:
发电机:
由于没有切除故障使得整个系统都崩溃了,电流波形也没有恢复到原来的运行状态。有功和无功的波动比切除故障时还大。说明整个系统基本上处于崩溃状态。已经不能再恢复原来的运行状态了。
故障跳闸:
故障前:
电压电流: