电力系统分析暂态稳定分析实验 实验报告

Beijing Jiaotong University

电力系统分析暂态稳定分析实验 实验报告

姓        名：      ***        

学        号：  ***(1005班)  

任课老师：         夏***        

指导老师：         郝***         

实验日期： 2013.5.30（16—18） 

一 实验目的························································· 2

二 实验内容························································· 2

三实验使用工程文件及参数············································ 2

四 实验方法和步骤··················································· 2

✧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···························· 4

四 思考题··························································· 7

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

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％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；变压器B2：Sn=360MVA，变比=220/18KV，Uk％=10.5％，Pk=128KW，P0=40.5KW，I0/In=3.5％；固定频率电源S：Un=18 KV（平衡节点）；线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.02Ω/km，电抗：0.3256Ω/km，电纳：2.74×10-6S/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。

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：0.5秒；故障距离：50％；故障类型：三相短路)。

建立仿真模型如下图： 

各参数设定包括：同步发电机、三相双绕组变压器1、线路1、线路2 、三相双绕组变压器2  、固定频率电源、故障时间设置

电力系统暂态失稳实验整体图故障出现前：

故障中：

故障出现后状态：

（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：0.5秒；故障距离：50％；断路器第一次动作时间（分闸）：5.5秒；

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％；)

一  故障跳闸：

首先需要参数设置

（1）单相故障：（整体）                        （2）三相故障

三相故障时发电机输出功率波形（整体，故障失稳，故障后）

二、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％；

参数设定：将故障线路两端断路器的动作次数改为0

（1）单相故障：（整体，故障前，故障失稳）    （2）三相接地故障：（整体，故障前，故障失稳）

结论：由以上波形可知在各种不同类型情况下，故障时输出电压电流和发电机功率波形不一样，而故障后单相短路、两相短路、和两相接地短路的电压、电流和发电机输出功率波形基本上能够达到故障前的稳定状态。只有三相短路时，发电机的功角会发生振荡，并逐渐增大，最终会发散至接近180°，所以在这种情况下，系统是不能保持暂态稳定的。

（3）电力系统暂态稳定的影响因素实验

A.单相故障时：

调解输出功率为300MW：

结论：单相故障的暂态稳定极限功率未找到。

三相故障：

调解输出功率为201MW

结论：三相故障的暂态稳定极限功率为202MW

B.单相故障

调解输出功率为0

结论：单相故障的暂态稳定极限功率未找到

三相故障

调解输出功率为117MW

结论：三相故障的暂态稳定极限功率为118MW

C.单项故障

调解输出功率为350MW

结论：单相故障的暂态稳定极限功率未找到。

三相故障

调解输出功率为201MW

结论：三相故障的暂态稳定极限功率为202MW。

D.单项故障

调解输出功率为0MW

结论：单相故障的暂态稳定极限功率未找到。

三相故障

调解输出功率为179MW

结论：三相故障的暂态稳定极限功率为180MW。

① 什么叫电力系统暂态稳定？暂态稳定极限和哪些因素有关？

答：电力系统暂态稳定是指电力系统受到大的干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来稳定运行方式的能力。暂态稳定极限和正常运行情况及扰动情况有关。正常运行情况包括发电机向系统输出的有功功率P0、发电机暂态电势E'。扰动情况包括发生故障的类型、故障切除时间、故障发生的地点。

② 用实验结果说明故障切除时间（角）对系统暂态稳定性的影响。

答：因为a中故障持续时间为0.5s，b中故障持续时间为1.0s，通过表15-7中的a、b两种情况对比可知，b中各种故障类型（两项接地和三相短路）的暂态稳态极限值均小于a中的。所以快速切除故障对于提高电力系统暂态稳定性有决定性的作用。因为快速切除故障减小了加速面积，增加了减速面积，提高了发电机之间并列运行的稳定性。另一方面，快速切除故障也可使负荷中的电动机端电压迅速回升，减小了电动机失速和停顿的危险，提高了负荷的稳定性。