实验二 电力系统故障仿真分析
(完整word版)电力系统线路故障分析仿真模拟实验
同步发电机、三相变压器、线路的分布参数、三相电压源、三相串联RLC负载、三相电压电流测量元件、三相短路元件以及仿真参数等的参数一律按照课本上的设置。
短路均发生在0.03s,自动重合闸发生在0.08s。
2.仿真结果：
系统图如下图所示
仿真图如下图所示
1、三相短路时的电压和电流
2、两相短路时的电压和电流
电力系统线路故障分析仿真模拟实验
一Байду номын сангаас实验目的
通过MATLAB仿真实验深刻了解电力系统线路的几种故障分析，并学习仿真的实现过程。
二、实验内容
电力系统线路故障分析仿真模拟实验
三、实验步骤
在MATLAB的command window窗口输入powerlib单击Enter键，则MATLAB软件中弹出Library：powerlib对话框（电力系统元件）；再利用Start导航区启动simulink，在出现窗口中按照电路图搜索需要的仿真器件。
3、两相接地
4、单相接地短路时
四、实验心得
通过本学期的实验练习，我现在已经对MATLAB的操作有了基本的了解。在操作过程中，基本上可以顺利的将电路模型搭建完成并进行仿真，尽管前期进行的顺利，但难免会在仿真参数的设置上出一些问题，一旦出现问题，就会与周边同学讨论或向老师请教，最终把问题解决，得到应有的仿真图形。我相信在将来的工作中我会用到我所学的知识，积极投身社会建设中去的。
武汉大学电力系统分析仿真实验报告
PSASP电力系统分析仿真实验报告姓名：学号：实验二基于PSASP的电力系统潮流计算实验一、实验目的掌握用PSASP进行电力系统潮流计算方法。
二、实验内容以上为系统常规运行方式的单线图。
由于母线STNB-230处负荷的增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线GEN3-230和STNB-230之间增加一回输电线，增加发电3的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示：母线数据:交流线数据其基础数据如下：数 I 测 据 母线 J 测母 线 编 所 单 正序 号 属 位 阻抗正序 电抗正序 充电 零序 电阻 零序 电抗零序充电 电纳的 组区电纳1/2变压器数据续上表发电数据续上表负荷数据区域定义数据方案定义潮流计算作业定义三、实验步骤（1）点击|“电力系统分析综合程序（PSASP）”；（2）点击“创建”，创建文件；（3）点击“图形支持环境”；（4）点击“编辑模式”，可进行绘图和参数录入：a、绘制出所有母线，输入母线数据；b、添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入该元件数据；（5）关闭“编辑模式”窗口；（6）点击“运行模式”：（7）点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令（例如方案为1，数据组选择BASIC），点击“确定”。
（8）点击“作业”菜单项，执行“潮流”命令，定义作业；（9）点击“视图”菜单项，执行“潮流数据”命令，作业选择。
（10）点击“计算”菜单项，执行“潮流”命令；（11）点击“格式”菜单项，进行元件参数格式选择；（12）点击“报表”菜单项，执行“潮流”命令,计算结果输出有图示、报表输出两种方。
四、实验注意事项（1）本系统文件请存入D：\PSASP\学号\潮流\下；电cosθg总有功负荷cosθl总有功总无功损（2）严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。
五、实验结果（1）将实验结果采用图示、报表列出。
（2）需要完成的计算任务:1、查看作业号1的计算结果潮流计算摘要信息报表PSASP(Load Flow)EPRI,China计算日期：2014/04/02时间：15:47:50作业号：1作业描述：计算方法：Newton(Power Equation)基准容量：100.0000(MW)允许误差：0.000100本系统上限母线：910000发电机：33000负荷：36000交流线：610000直流线：010两绕组变压器：37000三绕组变压器：02000移相变压器：0200UD模型调用次数：0200UP调用个数：010结果综述报表作业号：1计算日期：2014/04/02时间：15:47:50单位：p.u.区域名区域号总有功发电总无功发荷总无功负损耗耗区域-11 2.48-0.042060.9998610.350.943860.01917-0.44282区域20.716410.270460.93555 2.150.80.937220.02724-0.47878号I侧有功I侧无功I侧充电功率J侧有功J侧无-2全网 3.196410.22840.99746 3.15 1.150.939360.04641-0.9216全网母线(发电、负荷)结果报表作业号：1计算日期：2014/04/02时间：15:47:50单位：p.u.母线名电压幅值电压相角GEN1-230 1.02579-2.2168GEN2-230 1.02577 3.7197GEN3-230 1.03235 1.9667STNA-2300.99563-3.9888STNB-230 1.01265-3.6874STNC-230 1.015880.7275发电1 1.040发电2 1.0259.28发电3 1.025 4.6648全网交流线结果报表作业号：1计算日期：2014/04/02时间：15:47:50单位：p.u.I侧母线名J侧母线名编功J侧充电功率GEN1-230STNA-23010.409370.228930.09260.40680.386870.08723 GEN2-230STNC-23030.7638-0.007970.078390.759050.107040.07689 GEN3-230STNB-23050.60817-0.180750.190770.594630.134570.18356 STNA-230GEN2-2302-0.8432-0.113130.15167-0.86620.083810.16099 STNB-230GEN1-2306-0.30537-0.165430.08101-0.30704-0.01030.08313 STNC-230GEN3-2304-0.24095-0.242960.10785-0.24183-0.03120.11137全网两绕组变压器结果报表作业号：1计算日期：2014/04/02时间：15:47:50单位：p.u.I侧母线名J侧母线名编号I侧有功I侧无功J侧有功J侧无功发电1GEN1-23070.716410.270460.716410.23923发电2GEN2-2308 1.630.06654 1.63-0.09178发电3GEN3-23090.85-0.10860.85-0.14955电cosθg总有功负荷cosθl总有功总无功损改用PQ分解法重复计算作业1，查看计算结果，与牛顿法结果做比较。
电力系统仿真实习报告
一、前言随着电力系统规模的不断扩大和复杂性的增加，对电力系统的运行和维护提出了更高的要求。
为了更好地理解电力系统的运行原理，提高对电力系统故障的快速响应能力，我们选择了电力系统仿真软件进行实习，通过模拟电力系统的运行状态，分析电力系统的稳定性、故障特性以及运行效率。
以下是我在这段仿真实习过程中的总结和心得。
二、实习目的与内容1. 实习目的（1）掌握电力系统仿真软件的基本操作和功能；（2）了解电力系统运行的基本原理和故障特性；（3）提高对电力系统故障的快速响应能力；（4）培养团队协作和问题解决能力。
2. 实习内容（1）电力系统仿真软件的学习和使用；（2）电力系统稳态和暂态仿真的操作和结果分析；（3）电力系统故障仿真及故障分析；（4）电力系统优化运行策略的研究。
三、实习过程1. 电力系统仿真软件的学习和使用在实习初期，我们首先学习了电力系统仿真软件的基本操作和功能。
通过阅读相关资料和实际操作，掌握了软件的界面布局、参数设置、仿真运行以及结果分析等功能。
2. 电力系统稳态和暂态仿真的操作和结果分析在掌握了仿真软件的基本操作后，我们进行了电力系统稳态和暂态仿真。
首先，建立了电力系统的基本模型，包括发电机、变压器、线路、负载等元件。
然后，通过设置不同的运行参数，如负荷、电压、频率等，分析了电力系统的稳态运行特性。
在暂态仿真方面，我们模拟了电力系统发生故障的情况，如短路故障、断路器故障等，分析了故障发生时电力系统的响应和恢复过程。
通过仿真结果，我们了解了电力系统故障对系统稳定性的影响，以及故障恢复过程中需要采取的措施。
3. 电力系统故障仿真及故障分析为了提高对电力系统故障的快速响应能力，我们进行了电力系统故障仿真。
通过设置不同的故障类型和故障位置，模拟了电力系统发生故障时的运行状态，并分析了故障原因和影响。
在故障分析过程中，我们重点关注了以下内容：（1）故障对系统稳定性的影响；（2）故障对负荷供电的影响；（3）故障恢复过程中需要采取的措施。
电力系统故障仿真实验指导书(PSCAD EMTDC软件手册)
电力系统故障仿真实验指导书（PSCAD/ EMTDC软件手册）（试用版）目录第一章PSCAD/EMTDC软件介绍 (1)1.1 概述 (1)1.2 PSCAD/EMTDC软件的使用 (2)1.2.1 PSCAD/EMTDC基本操作方法 (2)1.2.2 PSCAD/EMTDC故障建模及仿真流程 (12)第二章实验项目 (16)实验一电力系统故障建模 (16)1、实验目的 (16)2、预习要求 (16)3、实验内容及步骤 (16)4、思考题 (17)5、实验报告 (17)实验二电力系统故障仿真分析 (17)1、实验目的 (17)2、预习要求 (17)3、实验内容及步骤 (17)4、思考题 (18)5、实验报告 (18)实验三 IEEE14bus系统建模（选做） (19)附录不同电压等级下的输电线路典型参数 (20)第一章PSCAD/EMTDC软件介绍1.1 概述PSCAD/EMTDC是加拿大马尼托巴高压直流研究中心出品的一款电力系统电磁暂态仿真软件，PSCAD（Power Systems Computer Aided Design）是用户界面，EMTDC （Electromagnetic Transients including DC）是内部程序。
EMTDC最初代表直流暂态，是一套基于软件的电磁暂态模拟程序。
Dennis Woodford博士于1976年在加拿大曼尼托巴水电局开发完成了EMTDC的初版，编写这个程序的原因是因为当时现存的研究工具不能够满足曼尼托巴电力局对尼尔逊河高压直流工程进行强有力和灵活的研究的要求。
自此之后程序被不断开发，至今已被广泛地应用在电力系统许多类型的模拟研究，其中包括交流研究，雷电过电压和电力电子学研究。
EMTDC开始时在大型计算机上使用。
然后在1986年被移植到Unix系统和以后的PC机上。
PSCAD代表电力系统计算机辅助设计，PSCAD的开发成功，使得用户能更方便地使用EMTDC进行电力系统分析，使电力系统复杂部分可视化成为可能，而且软件可以作为实时数字仿真器的前置端。
电力系统故障仿真模型研究
电力系统故障仿真模型研究电力系统是现代社会运转的重要基础设施之一，保障其稳定运行对于维持社会经济活动的正常进行至关重要。
然而，由于各种因素的干扰，电力系统故障时有发生，给电网的安全和稳定带来了威胁。
因此，研究电力系统故障仿真模型，预测和应对潜在故障的发生，具有重要的理论和实践意义。
一、电力系统故障分析1. 故障类型及发生原因电力系统故障主要有短路故障和断线故障两种类型。
短路故障指电力系统中两个或多个导体之间发生低阻抗连接，造成电流异常增大；断线故障是指电力系统中的导线发生断裂，导致电流无法正常通过。
这些故障的发生原因多种多样，包括设备老化、过载操作、闪击、环境因素等。
了解这些故障类型和发生原因，可以帮助我们更好地识别问题和解决故障。
2. 故障对电力系统的影响电力系统故障可能导致电网的短时或长时停电，给电力供应带来巨大损失。
此外，故障还可能引发电网内部电压和电流的异常波动，对电力设备造成损坏，甚至导致火灾或人身伤害。
因此，对电力系统故障进行深入分析，有助于提高系统的可靠性和安全性。
二、电力系统故障仿真模型的构建1. 模型构建原则电力系统故障仿真模型的构建需要基于实际的电力系统拓扑结构和参数数据。
模型的构建应遵循以下原则：- 精确性：模型应准确反映电力系统的特性和运行状态，包括线路、变压器、发电机等设备的参数以及其之间的连接关系。
- 综合性：模型应充分考虑各种故障类型和可能的发生场景，以便对不同故障情况进行仿真和评估。
- 可靠性：模型应具备较高的稳定性和可用性，能够适应多种计算环境和仿真需求。
2. 模型构建方法电力系统故障仿真模型的构建可以采用传统的潮流计算方法，也可以基于现代计算机仿真技术，如Agent-Based模型、离散事件模型等。
不同的构建方法有其各自的优劣势，应根据具体需求和资源条件选择合适的方法。
三、电力系统故障仿真模型的应用1. 故障诊断与预测通过利用电力系统故障仿真模型，我们可以模拟和分析不同类型的故障情况，进而诊断故障的位置和原因。
电力系统分析仿真实验报告
电力系统分析仿真实验报告****名目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).输进电网数据，形成电网根底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假设干数据组，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“根底数据〞和“公用参数〞命令，可依次输进各电网元件的参数。
✧图形支持环境：在“编辑模式下〞，利用工具箱，输进电网接线图。
作图时，假设元件参数尚未输进，会自动弹出相关数据录进窗口，如今输进数据即可。
注重：两种环境下，均应先输进母线数据，再处理其他元件！！！2).方案定义：从根底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：给出计算操纵信息，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。
电力系统分析仿真实验报告
电力系统分析仿真实验报告一、实验目的通过电力系统仿真，分析电力系统的稳定性和可靠性，对电力系统进行故障分析。
二、实验器材和条件1.电力系统仿真软件2.电力系统仿真实验模型3.稳定性和可靠性测试数据三、实验原理电力系统的稳定性是指系统在受到扰动或故障的情况下，能够迅速恢复到新的稳定工作点的能力。
电力系统的可靠性是指系统在正常运行和故障恢复状态下，能够保持稳定供电的能力。
四、实验步骤1.稳态分析：通过电力系统仿真软件，建立电力系统的稳态模型，并进行负荷流、电压稳定度和功率因数分析，以评估系统的稳态性能。
2.扰动分析：在稳态模型基础上，通过改变电力系统的节点负载和故障情况，引入扰动，并观察系统在扰动下的响应过程。
3.稳定性分析：根据扰动分析结果，通过故障恢复实验，研究系统的稳定性能，包括暂态稳定性和稳定控制方法。
4.可靠性分析：通过故障恢复实验和设备可用性分析来评估系统的可靠性，了解系统在发生故障时的可靠供电能力。
五、实验结果与分析1.稳态分析结果显示，电力系统的负荷流较大，但在正常运行范围内，电压稳定度和功率因数也较好。
2.扰动分析结果显示，在节点负载突然减少或故障发生时，系统的电压和频率会出现短时波动，但能够迅速恢复到新的稳态工作点。
3.稳定性分析结果显示，在故障发生后，系统能够通过自动稳定控制方法，有效恢复到正常工作状态，并保持稳定供电。
4.可靠性分析结果显示，系统在发生故障时仍能保持稳定供电，设备的可用性较高，但仍有少量设备故障需要及时维修或更换。
六、实验结论通过电力系统仿真实验，分析了电力系统的稳定性和可靠性。
实验结果表明，电力系统具有较好的稳态和暂态稳定性能，在故障发生后能够迅速恢复到正常工作状态，保持稳定供电。
但仍需加强设备维护和更换，提高电力系统的可靠性。
七、实验总结通过本次电力系统分析仿真实验，加深了对电力系统稳定性和可靠性的理解，掌握了利用电力系统仿真软件进行系统分析和故障恢复的方法。
电力系统分析仿真实验报告
电力系统分析仿真实验报告电力系统分析仿真实验报告一、实验目的本次实验的目的是通过使用电力系统仿真软件进行电力系统模拟分析，掌握电力系统运行特点及原因、掌握电力系统基本传输线路的参数，以及了解电力系统的潮流分布计算和短路分析流程。
二、实验原理电力系统仿真软件是针对电力系统运行及其各种故障情况下的仿真软件。
仿真软件将电力系统进行模拟分析，可以让使用者对电力系统进行检测修正，达到保证电网质量的目的。
仿真软件主要采用数学模型进行计算，本次实验中使用的仿真软件为PSASP。
第一，电力系统线路模型：电力系统线路模型是电力系统分析的核心内容，此模型通过研究电力线路本身的运行特点，为电力系统计算和仿真打下基础。
电力系统线路模型假设电力系统线路为非常规线路，包括零序电感和阻抗、平衡、非平衡模型的相间电路等，具体包括电感、电容、电阻三部分。
第二，电力系统模拟分析：电力系统的仿真分析，就是对电力系统进行计算、仿真，从而得出电力系统的各种参数或特性。
模拟分析主要包括电力系统的潮流计算、电力系统的短路分析等两个方面。
（1）电力系统潮流计算：电力系统潮流计算是指通过对电力系统进行数学建模，来分析电力系统中电流、电压等各种状态量的分布规律。
具体的计算过程采用功率系统仿真软件进行计算。
（2）电力系统短路分析：电力系统短路分析是针对电力系统在遭受外部灾害时计算其在各种短路状态下的可能损伤程度，在电力系统建设过程中非常重要。
同时也是保障电网电力质量安全的必要手段。
三、实验内容实验的主要内容分为两个部分，第一部分是电力系统潮流计算实验，第二部分是电力系统短路分析实验。
（1）潮流计算实验这部分实验的主要内容是计算电力系统的电流分布以及电压分布等参数，实验过程如下：1. 打开PSASP软件，新建项目档案。
根据实际需求设置主进程，建立相应关系文件，并完成电力系统初始化操作。
2. 添加仿真数据。
根据实验要求，添加相应的电力系统数据。
其中包括节点数据、主变和传输线路数据、变压器等数据。
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实验二电力系统故障仿真分析
1、实验目的
1）能熟练运用计算机对不同的短路故障进行仿真；
2）能够分析各种短路故障下电压电流的变化过程；
3）掌握不对称短路的分析方法；
2、预习要求
复习《电力系统分析》中电力系统故障分析的相关内容，了解电力系统短路故障时的电磁暂态过程。
3、实验内容及步骤
利用实验一建成的系统模型，完成以下实验内容：（故障开始时间均为0.4，故障持续时间1s）
1）在AB段任选一处设单相接地故障，在过渡电阻分别为0、50欧、100欧和200欧时，仿真并记录故障点的三相电压电流波形。
2）在AB段首端10km处、AB段200km处及BC段末端10km处分别设单相接地故障，过渡电阻分别为0，仿真并记录故障点的三相电压电流波形。
（对传输线重新分段）
3）同时在AB段，BC段任选一处设相间接地短路，过渡电阻为0，仿真并记录两个故障点的三相电压电流波形；
4）同时在AB段，AD段任选一处设相间短路，等效过渡电阻为0，仿真并记录两个故障点的三相电压电流波形；
实验仿真结果：
故障开始时刻：0.4s；故障持续时间：1.0s；仿真时间1.6s。
1、单相接地故障发生在线路AB的中点：
过渡电阻为0Ω，点A处的电压、电流波形
（2）过渡电阻为50Ω，点A处的电压、电流波形
（3）过渡电阻为100Ω，点A处的电压、电流波形
（4）过渡电阻为200Ω，点A处的电压、电流波形
2、过渡电阻为0时，单相接地故障发生在不同位置：
（1）距AB段首端10km处，点A处的电压、电流波形
（2）距AB段首端200km处，点A处的电压、电流波形
（3）距BC段末端10km处，点B处的电压、电流波形
3、接地电阻为0，三相接地故障发生在变压器出口处：
故障点的电压和电流波形
4、思考题
1）电力系统常见的故障有哪些？
答：常见的有短路故障和短线故障。
短路故障分为对称对路和不对称短路。
2）简述短路故障时电压电流的变化及其危害。
答：一般来说，发生短路之后，短路的部分电压会变小直至消失，电流会增大，因而对于非故障部分，与短路部分串联情形下电压应该是会增大的，电流也可能增大，这也是造成电子器件烧坏的原因；而在并联情形下非故障部分电压是会减小至消失的，也就最终不会有电压，从而不能正常的工作。
3）短路电流和过渡电阻有什么关系？
答：过渡电阻是一种瞬间状态的电阻。
当电器设备发生相间短路或相对地短路时，短路电流从一相流到另一相或从一相流入接地部位的途径中所通过的电阻。
相间短路时，过渡电阻主要是电弧电阻。
接地短路时，过渡电阻主要是杆塔及其接地电阻。
一旦故障消失，过渡电阻也随之消失。
4）哪些是对称短路？哪些是不对称短路？有什么区别？
答：单相接地短路、两相接地短路、两相相间短路等属于不对称短路。
三相短路属于对称短路。
5）不同地点发生短路时，短路电流相同吗？
答：不同。