北京交通大學(xué)電力系統(tǒng)橫向故障分析實(shí)驗(yàn)報告

1、 Beijing Jiaotong University電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)橫向故障分析實(shí)驗(yàn)學(xué)院： 班級： 學(xué)號： 姓名： 實(shí)驗(yàn)2 電力系統(tǒng)橫向故障分析實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、 對電力系統(tǒng)各種短路現(xiàn)象的認(rèn)識；2、 掌握各種短路故障的電壓電流分布特點(diǎn)；3、 分析比擬仿真運(yùn)算與手動運(yùn)算的區(qū)別；二、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1各種短路電流實(shí)驗(yàn)觀察比擬各種短路時的三相電流、三相電壓；2歸納總結(jié)各種短路的特點(diǎn)3仿真運(yùn)算與手動運(yùn)算的比擬分析三、實(shí)驗(yàn)方法和步驟1輻射形網(wǎng)絡(luò)主接線系統(tǒng)的建立輸入?yún)?shù)系統(tǒng)圖如下：額定電壓：220KV；負(fù)荷F1：100+j42MVA；負(fù)荷處母線電壓：17.25V；變壓器B1：Un=360MVA，變比=1

2、8/242，Uk=14.3，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1；變壓器B2：Un=360MVA，變比=220/18，Uk=14.3，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1；線路L1、L2：長度：100km，電阻：0.04/km，電抗：0.3256/km。發(fā)電機(jī)：按汽輪機(jī)默認(rèn)參數(shù)輻射形網(wǎng)絡(luò)主接線圖潮流計(jì)算：2短路實(shí)驗(yàn)波形分析利用已建立系統(tǒng)，在L2線路上進(jìn)行故障點(diǎn)設(shè)置，當(dāng)故障距離為80時，分別完成以下內(nèi)容記錄波形長度最少為故障前2周期，故障后5周期：（1） 設(shè)置故障類型為“單相接地短路，運(yùn)行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（2） 設(shè)置故障類型為“兩

3、相相間短路，運(yùn)行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（3） 設(shè)置故障類型為“兩相接地短路，運(yùn)行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（4） 設(shè)置故障類型為“三相短路，運(yùn)行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄線路始端CT和CVT的波形；（5） 根據(jù)不同故障情況下電流電壓輸出波形，歸納各種情況下故障電流電壓的特點(diǎn)。單相A相接地短路：Ua=0，Ib=Ic=0，復(fù)合序網(wǎng)為各序網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)，因此故障相短路相電流為正序網(wǎng)絡(luò)相電流的3倍。非故障相對地電流為零，故障相對地電壓為零，非故障相對地電壓相等，由于，所以其值較正常時升高，其相位差也發(fā)生了變化，不再是120°，而與有關(guān)。

4、兩相A相和B相相間短路：Ic=0，Ia+Ib=0，Ua=Ub，復(fù)合序網(wǎng)為正序和負(fù)序網(wǎng)絡(luò)的串聯(lián)，由于零序電流沒有通路，所以沒有零序網(wǎng)絡(luò)。故障相電流為正序網(wǎng)絡(luò)電流的倍，而非故障相電壓等于故障前電壓，故障相電壓只是非故障相電壓的一半而且方向相反。 兩相A相和B相接地短路：Ic=0，Ua=Ub=0，復(fù)合序網(wǎng)為三序網(wǎng)絡(luò)的并聯(lián)。故障相電流大小相等，相位差與有關(guān)，非故障相電壓為正序電壓的3倍。三相短路：故障點(diǎn)出三相電壓均為零，短路電流各相大小相等，相位仍差120°，仍然為對稱的，且等于正序電流。3短路故障比擬分析利用已建立系統(tǒng)，在L2線路上進(jìn)行故障點(diǎn)設(shè)置，當(dāng)故障距離線路末端時，設(shè)置故障類型為“三相

5、短路，運(yùn)行仿真，在輸出圖頁上觀察記錄故障點(diǎn)電壓電流的波形。（1） 根據(jù)故障后12個周期內(nèi)波形，計(jì)算故障點(diǎn)短路電流周期分量值。 周期電流穩(wěn)態(tài)值為2.2KA =arctan(0.3256/0.04)=83° ip= 2手動計(jì)算故障點(diǎn)周期電流起始值。 取，,計(jì)算各元件電抗的標(biāo)幺值 發(fā)電機(jī)： 變壓器： 無故障線路：故障線路： 轉(zhuǎn)移電抗： 計(jì)算電抗： 查表得：故障點(diǎn)周期電流起始值： （3） 誤差分析手動計(jì)算存在誤差：一方面，在等值電路中忽略發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線的電容，略去了變壓器的勵磁電流，負(fù)荷制作近似估計(jì)；另一方面，在標(biāo)幺參數(shù)計(jì)算方面在選取各級額定電壓作為基準(zhǔn)電壓時，忽

6、略各元件的額定電壓和相應(yīng)電壓等級平均額定電壓的區(qū)別，認(rèn)為變壓器變比等于其對應(yīng)側(cè)平均額定電壓之比，即所有元件僅用電抗表示，簡化了電路但同時也帶來了誤差，與仿真軟件計(jì)算相比誤差大。四、思考題1.什么叫電力系統(tǒng)的橫向故障？是如何分類的？答：常見的三相短路，兩相和單相短路通常稱為橫向故障，它是指網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)k也就是短路點(diǎn)處出現(xiàn)了相與相之間或相與地之間的不正常接通情況。短路類型常分為三相短路，兩相短路，單相接地短路，兩相接地短路。2. 電力系統(tǒng)各種短路電流計(jì)算時，不計(jì)負(fù)荷電流與計(jì)及負(fù)荷電流，結(jié)果有什么不同？ 答：其結(jié)果差異不大。一般短路電流都在幾KA以上，正常的負(fù)荷電流電流也就幾百。計(jì)算短路時也無法考慮到負(fù)荷電流。負(fù)荷電流與段路電流是兩種不同狀態(tài)下的電流。短路時只考慮電感的大小。3. 計(jì)算機(jī)仿真模擬各種短路運(yùn)算與手動進(jìn)行短路計(jì)算有什么區(qū)別？各有何特點(diǎn)？答：利用計(jì)算機(jī)軟件進(jìn)行各種短路運(yùn)算更加簡便快捷并且誤差小。手動運(yùn)算由于手算的精確度問題，在等值電路中忽略發(fā)電機(jī)、變壓器和輸電線路的電阻，不計(jì)輸電線的電容，略去了變壓器的勵磁電流，負(fù)荷制作近似估計(jì)，在標(biāo)幺參數(shù)計(jì)算方面在選