(完整word版)电力系统线路故障分析仿真模拟实验
电力系统建模仿真作业1
无穷大功率电源供电系统仿真假设无穷大功率电源供电系统，在0.02s时刻变压器低压母线发生三相短路故障，仿真其短路电流周期分量幅值和冲击电流的大小。
线路参数L=50km，x1=0.4Ω/km，r1=0.17Ω/km；变压器Sn=20MV·A，短路电压Us%=10.5，短路损耗ΔPs=135kw，空载损耗ΔP0=22kw，空载电流I0%=0.8，变比kT=110/11，高低压绕组均为Y行联接；并设供电点电压为110KV。
其对应的Simulink仿真模型如图1-1所示。
图1-1 无穷大功率电源供电系统的Simulink仿真图表1-1 图1-1仿真电路中各模块名称及提取路径模块名提取路径无穷大功率电源Three-Phase Source SimPowerSystems/Eletrical Sources三相并联RLC负荷模块5MW SimPowerSystems/Elements串联RLC支路Three-phaseParallelRLCBranch SimPowerSystems/Elements三相故障模块Three-phase-Fault SimPowerSystems/Elements三相电压电流测量模块V-I-M SimPowerSystems/Measurements示波器模块Scope Simulink/Sinks电力系统图形用户界面Poweigui SimPowerSystems双绕组变压器模块Three-PhaseTransformer SimPowerSystems/Elements图1-2 电源模块的参数设置变压器T 采用“Three-PhaseTransformer （Two Windings ）”模型。
根据给定的数据，计算折算到110kv 侧的参数如下：变压器的电阻为2233221351101010 4.0820000s N T N PU R S ∆⨯=⨯=⨯Ω=Ω 变压器的电抗为22332%10.5110101063.5310010020000s N T N U U X S ⨯=⨯=⨯Ω=Ω⨯ 变压器的漏感：63.53/(2)0.2022 3.1450T T L X f H H π===⨯⨯变压器的励磁电阻为2233301101010 5.51022N m U R P =⨯=⨯Ω=⨯Ω∆ 变压器的励磁电抗为22330100100110101075625%0.820000N m N U X I S ⨯=⨯=⨯Ω=Ω⨯ 变压器的励磁电感为75625/(2)240.82 3.1450m m L X f H H π===⨯⨯变压器模块中的参数采用有名值则设置如图1-3所示图1-3采用有名值时变压器模块的参数设置如果要采用标幺值，则在Similink 的三相变压器模型中，一次、二次绕组漏感和电阻的标幺值以额定功率和一次、二次侧各自的额定线电压为基准值，励磁电阻和励磁电感以额定功率和一次额定线电压为基准值。
(完整版)电力系统仿真
电力系统分析与设计例子：电力系统可视化仿真介绍EXAMPLE1-1：题目：双总线电力系统初始条件：总线1电压为16kV，总线2为15.75KV，负载功率为5MW，发电机功率为5.1MW。
总线1与总线2之间由一条传输线连接。
实验步骤：保持其他参数不变，依次调节负载功率参数，观察其他参数的变化。
实验现象：①当负载功率为5MW时，发电机的输出功率为5.1MW。
②当负载功率调整为6MW时，发电机的输出功率为6.1MW。
③当负载功率调整为4MW 时，发电机的输出功率为4.0MW。
实验结论：在双总线电力系统中，当其他线路装置参数不变时，负载功率增大时，发电机的输出功率相应增大，负载功率减小时，发电机的输出功率相应减小。
EXAMPLE1-2：题目：植入新的总线初始条件：在上图中保持其他条件不变，植入新的总线”Bus3”。
实验步骤：在powerworld选择edit mode，在Draw中选择Network---bus，将”Bus”放置图中，双击”Bus”，将对话框中的名称改为”Bus3”，电压改为16kV。
实验结果：如下图所示EXAMPLE1-3：题目：三总线电力系统初始条件：在EXAMPLE2的基础上，通过传输线路将Bus1和Bus2与Bus3连接在一起。
实验步骤：在edit mode下，选择draw选项，选择Network中的transmission line，单击Bus1，然后将线路连接到Bus3，双击完成连接。
并调节字体大小和线路的颜色。
在Network中选择load选项，选择load的大小。
最后把系统名字改为Three Bus Powr system。
实验结果：如下图所示②对新系统进行调节参数实验：实验步骤：⑴调节新总线Bus3下负载参数，观察对其它参数的影响：①当负载功率为11MW时，如图②当负载功率为9MW时，如图实验结论：当Bus3下负载功率增大时，Bus2和Bus3上的电压降低，发电机的输出功率增大；当Bus3下负载功率减小时，Bus2和Bus3上的电压增大，发电机的输出功率变小。
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。
电力系统故障的分析与仿真
电力系统故障的分析与仿真摘要电力系统正常运行的破坏多半是由短路故障引起的，如大的短路电流使元件破损，电压的骤降造成系统解裂甚至崩溃，对周围设备的电磁干扰等。
发生短路时，系统从一种状态变到另一种状态，并伴随产生复杂的电磁暂态现象。
所以有必要对电力系统发生故障时的电磁暂态进行分析。
本设计利用PSCAD软件建立相关的电力系统模型，包括：变压器模型、同步发电机模型、输电线模型、负荷模型等。
把各个模型搭建在一起，从而得到与数学模型相对应的仿真模型。
利用EMTDC进行模拟计算，并得到各个参数的曲线，说明各个参数的变化情况，并根据曲线进行比较分析得出结论。
本设计建立了简单电力系统，并对其重要参数进行分析比较，得出了三相短路是最严重的短路，其次依次是两相接地短路、单相短路和两相短路；系统越复杂则稳定性越好；阻抗越小则电网强度越大等结论。
关键词：电力系统；暂态；短路；PSCAD/EMTDCPower system fault analysis and simulationAbstracthe electrical power system normal operation destruction is mostly caused by the short circuit failure. For example, the great short-circuit current enable the element mangle, the voltage to plummet creates the system solution crack even collapse, interfere to periphery equipment and so on. When the short circuit occurs, condition of the system from one change to another, and concomitance has the complex electromagnetism transition condition phenomenon. Therefore it is necessity to carry on the analysis to the electrical power system of electromagnetism transition condition.This design uses the PSCAD software establishing electrical power system model, including: Transformer model, synchronous generator model, transmission line model, load model and so on. Each model builds in together, thus obtains the simulation model which corresponds with the mathematical model. Carry on the analog computation using EMTDC, and obtain each parameter curve, explain the change situation of each parameter, and carry on the comparative analysis according to the curve to draw the conclusion.This design has established the simple electrical power system and carries on the analysis comparison to its important parameter, educe the conclusions that the three-phase short circuit is the most serious short circuit, in turn next is two docking short circuits, the single-phase short circuit and two short-circuits; The electrical power system is intricater then the stability is better; The impedance is smaller then the electrical network intensity is bigger and so onKeywords：Electrical power system；transient；Short circuit；PSCAD/EMTDC目录摘要 (I)Abstract (II)引言 (1)第一章电力系统分析 (1)1.1电力系统分析简介 (1)1.2电力系统稳态分析 (1)1.3电力系统故障分析 (1)1.4电力系统暂态分析 (2)第二章电力系统故障的类型 (3)2.1 基本概念 (3)2.1.1短路产生的原因 (3)2.1.2 短路的后果 (3)2.2 短路故障类型 (4)2.2.1 三相短路 (4)2.2.2 两相短路接地 (8)2.2.3 两相短路 (10)2.2.4 单相短路 (11)第三章PSCAD/EMTDC软件 (15)3.1 PSCAD/EMTDC软件功能简介 (15)3.1.1 PSCAD/EMTDC软件简介 (15)3.1.2 PSCAD／EMTDC功能简介 (15)3.1.3 PSCAD／EMTDC主要特点 (16)3.2 PSCAD/EMTDC模块介绍 (17)3.2.1 文件管理系统 (17)1.建模(DRAFT)模块 (18)3.运行(RUN TIME)模块 (18)第四章电磁暂态数学模型的建立 (20)4.1 输电线数学模型的建立 (20)4.1.1 输电线数学模型 (20)4.1.2 输电线模型建立 (23)4.2 同步发电机数学模型的建立 (24)4.2.1 同步发电机数学模型 (24)4.2.2 同步机模型建立 (30)4.3 变压器数学模型的建立 (31)4.3.1 变压器数学模型 (31)4.4 电力系统数学模型的建立 (36)4.4.1 电力系统数学模型 (36)4.4.2 电力系统模型的建立 (37)5．1 三相短路故障仿真 (38)5.2两相短路接地故障仿真 (41)5.3 两相短路故障仿真 (44)5.4 单相短路故障仿真 (47)5.5 仿真结果分析 (51)5.5.1 分析各种短路的相同点和区别 (51)5.5.2阻抗对电网强度的影响 (52)5.6故障引起的过电压的影响分析 (52)5.6.1跳闸于非故障线路的过电压 (52)5.6.2跳闸于故障线路的过电压 (54)5.6.3总结 (55)5.7改善系统的运行方式 (55)5.7.1励磁系统 (56)结论 (56)参考文献 (57)致谢 (58)引言电力工业是国民经济发展的基础工业。
电力系统仿真实训报告电力系统仿真实训
电力系统仿真实训报告1 前言电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行情况的一种计算,它根据给定的运行条件及系统接线情况确定整个电力系统各部分的运行状态。
在电力系统规划设计和现有电力系统运行方式的研究中,都需要利用潮流计算来定量分析、比较供电方案或运行方式的合理性、可靠性和经济性。
本次课程设计任务是闭环网络的潮流计算，用到的方法为PQ分解法潮流计算。
2 实训目的与要求2.1实训目的电力系统分析的潮流计算是电力系统分析的一个重要的部分。
通过对电力系统潮流分布的分析和计算，可进一步对系统运行的安全性，经济性进行分析、评估，提出改进措施。
电力系统潮流的计算和分析是电力系统运行和规划工作的基础。
潮流计算是指对电力系统正常运行状况的分析和计算。
通常需要已知系统参数和条件，给定一些初始条件，从而计算出系统运行的电压和功率等；潮流计算方法很多：高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法、P-Q分解法、直流潮流法，以及由高斯-塞德尔法、牛顿-拉夫逊法演变的各种潮流计算方法。
本实验采用P-Q分解法进行电力系统分析的潮流计算程序的编制与调试，获得电力系统中各节点电压，为进一步进行电力系统分析作准备。
通过实验教学加深学生对电力系统潮流计算原理的理解和计算，初步学会运用计算机知识解决电力系统的问题，掌握潮流计算的过程及其特点。
熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。
2.2实训要求编制调试电力系统潮流计算的计算机程序。
程序要求根据已知的电力网的数学模型（节点导纳矩阵）及各节点参数，完成该电力系统的潮流计算，要求计算出节点电压、功率等参数。
3 实训内容1 基于PSASP的电力系统潮流计算仿真1.1 实验要求要求在掌握电力系统稳态分析知识的基础上，根据PSASP中电力系统潮流计算的步骤，利用该软件实现电力系统的潮流计算，并能根据潮流计算结果，对电力系统进行运行情况分析。
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。
实验1-2、电力系统不对称故障仿真
西安工程大学电力系统分析实验报告( 2019-- 2020 年度第 2 学期)班级：电气班学号：学生姓名：成绩：日期：2020 年07 月13 日实验一、不对称故障仿真1仿真概述电力系统所发生的各类故障中，以不对称故障最为常见。
电力系统发生不对称故障后有可能会使系统由于失去稳定性而丧失对大量用户的供电服务，而且由于现代社会生产和生活对电力的高度依赖，即使是局部地区的供电异常或者非计划中断也将对该地区的社会生产和生活带来不利影响，有时甚至会产生严重的社会经济和政治损失，故分析理解不对称故障对于整个电力系统安全运行有着极为重大的意义。
2短路计算概述在电力系统短路电流的工程计算中，许多实际问题的解决(如电网设计中的电气设备选择)并不需要十分精确的结果，于是产生了近似计算的方法。
在近似计算中主要是对系统元件模型和标么值参数计算做了简化处理。
在元件模型方面,忽略发电机、变压器和输电线路的电阻，不计输电线路的电容，略去变压器的励磁电流(三相三柱式变压器的零序等值电路除外)，负荷忽略不计或只做近似估计。
在标么值参数计算方面，在选取各级平均电压做为基准电压时，忽略各元件(电抗器除外)的额定电压之比，即所有变压器的标么变比都等于1。
此外，有时还假定所有发电机的电势具有相同的相位，加上所有元件仅用电抗表示，这就避免了复数运算，把短路电流的计算简化为直流电路的求解。
基本假定:短路电流实用计算中，采用以下假设条件和原则:正常工作时，三相系统对称运行;所有电源的电动势相位角相同;系统中的同步和异步电机为理想电机，不考虑电机饱和、磁滞、涡流及导体集肤效应等影响;转子结构完全对称;定子三相绕组空间相差120°电气角;电力系统中各原件的磁路不饱和，即带铁芯的电气设备电抗值不随电流大小变化;电力系统中所有电源都在额定负荷下运行，其中50%负荷接在高压母线上，50%负荷接在系统侧;同步电机都具有自动调整励磁装置(包括强行励磁);短路发生在短路电流为最大值的瞬间;不考虑短路点的电弧阻抗和变压器的励磁电流;除计算短路电流的衰减时间常数和低压网络的短路电流外，元件的电阻都略去不计;元件的计算参数均取其额定值，不考虑参数的误差和调整范围;输电线路的电容略去不计;3短路计算的一般方法(1)选择短路点;(2)画出计算用等值网络，利用标幺值计算: .①基准值选取；②各种标幺值的计算;③各元件的电抗编号;(3)网络化简，求转移电抗Xz;(4)求相应的计算电抗Xjs ;(5)求短路电流有名值4仿真内容供电系统如图：发电机G1：50MVA、110kV，Xd”=0.2,X2=0.25,E”=110KV保持恒定，Y连接；线路L为100km，X1=0.4OΩ/km,X0=3.5X1；变压器T为Yn/d接法，SN=10MVA，Uk%=10.5，k=110/11。
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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。