电力系统实验报告2
电力系统第二次试验报告
实验2 电力系统横向故障分析实验一、实验目的1、对电力系统各种短路现象的认识；2、掌握各种短路故障的电压电流分布特点；3、掌握变压器中性点接地方式对零序电流分布和大小的影响4、分析比较各种短路故障对系统运行的危害；二、实验内容1、各种短路电流实验观察、计算、比较各种短路时不对称的三相电流；2、各种短路的母线电压分布3、变压器中性点接地方式对零序电流的影响4、空载状态短路与负载状态短路三、实验使用工程文件及参数输入参数：额定电压：220KV；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25V；变压器B1：Un=360MVA，变比=18/220，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；变压器B2：Un=360MVA，变比=220/18，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.04Ω/km，电抗：0.3256Ω/km。
四、实验方法和步骤打开名为“电力系统横向故障（有限电源系统）”的工程文件，该工程为一个双回线有限电源系统。
网络结构图如下：将给定参数输入，完成实验系统建立。
参数设定如下:短路实验利用已建立系统，按照不计负荷电流在故障点设置故障类型（单相接地短路、两相相间短路、两相接地短路）分别完成以下内容：设置故障类型为“单相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CV的波形。
设置故障类型为“两相相间短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CV的波形。
设置故障类型为“两相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CV的波形。
潮流图计算短路电流、各序电流，结果填入下表：不计负荷电流（即空载）时的短路电流从以上图中计算短路电流的计算方法：从相应波形中选取比较完整的两个周期的波形，用鼠标在图中可获得第一个周期内正峰值i pmH ,负峰值i pmL ,则i pm1=(i pmH —i pmL )/2,同理在第二周期可求得i pm2，然后取i pm1和i pm2的平均值作为该波形的峰值，除以2即为有效值。
电力系统分析实验报告
电力系统分析实验报告电力系统分析实验报告引言：电力系统是现代社会不可或缺的基础设施，它为我们的生活提供了稳定的电力供应。
为了确保电力系统的可靠性和安全性，对电力系统进行分析是非常重要的。
本实验旨在通过对电力系统的分析，探讨电力系统的性能和效能，以及可能存在的问题和改进措施。
一、电力系统的基本原理电力系统由发电厂、输电网和配电网组成。
发电厂负责将化学能、机械能等转化为电能，输电网将发电厂产生的电能输送到各个地区，配电网将电能供应给终端用户。
电力系统的基本原理是通过电压和电流的传输，实现电能的转换和分配。
二、电力系统的分析方法1. 潮流计算潮流计算是电力系统分析中最基本的方法之一。
通过潮流计算，可以确定电力系统中各节点的电压和电流分布情况，从而评估系统的稳定性和负载能力。
潮流计算需要考虑各个节点的功率平衡和电压平衡，以及各个元件的参数和状态。
2. 短路分析短路分析是评估电力系统安全性的重要手段。
通过短路分析，可以确定电力系统中各个节点和支路的短路电流，从而评估设备的额定容量和保护措施的有效性。
短路分析需要考虑系统的拓扑结构、设备参数和保护装置的动作特性。
3. 阻抗分析阻抗分析是评估电力系统稳定性和负载能力的重要方法。
通过阻抗分析，可以确定电力系统中各个节点和支路的阻抗，从而评估系统的电压稳定性和电力传输能力。
阻抗分析需要考虑系统的拓扑结构、设备参数和负载特性。
三、实验结果与讨论在本实验中，我们选取了一个具体的电力系统进行分析。
通过潮流计算，我们确定了系统中各个节点的电压和电流分布情况。
通过短路分析，我们评估了系统的安全性，并确定了保护装置的动作特性。
通过阻抗分析，我们评估了系统的稳定性和负载能力。
实验结果显示，系统中存在一些节点电压偏低的问题，可能会影响设备的正常运行。
为了解决这个问题，我们建议采取增加变压器容量、调整负载分配和优化配电网结构等措施。
此外，我们还发现系统中某些支路的短路电流超过了设备的额定容量，可能导致设备的损坏和安全事故。
电力系统实验报告
一、实验目的1. 掌握电力系统基本元件的特性和参数测量方法。
2. 理解电力系统运行的基本原理，包括稳态运行和暂态过程。
3. 学习使用电力系统仿真软件进行潮流计算和分析。
4. 提高实验操作能力和数据分析能力。
二、实验内容1. 电力系统基本元件特性实验（1）实验原理本实验主要研究电力系统中常用元件的特性，包括电阻、电感、电容和变压器。
通过测量元件在不同条件下的电压、电流和功率，分析其特性。
（2）实验步骤1. 测量电阻元件的伏安特性，绘制伏安曲线。
2. 测量电感元件的伏安特性，分析其频率响应。
3. 测量电容元件的伏安特性，分析其频率响应。
4. 测量变压器变比和损耗。
（3）实验结果与分析通过实验，得到了电阻、电感、电容和变压器的伏安特性曲线，分析了其频率响应和损耗情况。
2. 电力系统稳态运行实验（1）实验原理本实验研究电力系统在稳态运行条件下的电压、电流和功率分布。
通过仿真软件模拟电力系统运行，分析稳态运行特性。
（2）实验步骤1. 建立电力系统模型，包括发电机、变压器、线路和负荷。
2. 设置电力系统运行参数，如电压、频率和负荷。
3. 运行仿真软件，观察电压、电流和功率分布情况。
4. 分析稳态运行特性，如电压分布、潮流分布和功率损耗。
（3）实验结果与分析通过仿真实验，得到了电力系统稳态运行时的电压分布、潮流分布和功率损耗情况。
分析了不同运行参数对系统性能的影响。
3. 电力系统暂态过程实验（1）实验原理本实验研究电力系统在发生故障或扰动时的暂态过程。
通过仿真软件模拟故障或扰动，分析暂态过程的电压、电流和功率变化。
（2）实验步骤1. 建立电力系统模型，包括发电机、变压器、线路和负荷。
2. 设置故障或扰动参数，如故障类型、故障位置和故障持续时间。
3. 运行仿真软件，观察电压、电流和功率变化情况。
4. 分析暂态过程特性，如电压恢复、频率变化和稳定裕度。
（3）实验结果与分析通过仿真实验，得到了电力系统发生故障或扰动时的暂态过程特性。
电力系统及其自动化实验报告-微电网
电力系统及其自动化实验1. 了解并熟悉微电网及控制实验系统；2. 通过摹拟的牵引供电系统，了解牵引供电系统的结构和工作情况；3. 了解西南交通大学—施耐德电气联合实验室。
微网系统是一种相对于配电网规模较小的分散式独立系统，它基于以现代电力电子技术，将风电，光伏发电，储能设备组合在一起，直接供小型用户使用，它可以被视为电网中的一个可控单元，在短期内动作以满足外部输配电网络及负载的需求。
我们所参观的实验室中风电是由发动机摹拟的，其系统由8 个子系统所组成：1) 同步发机电组，容量10kW ，380V；2) 风力直驱发机电组，容量5kW ，380V；3) 双馈风力发机电组，容量10kW ，380V；4) 光伏发电系统，容量2kW，120V；5) 蓄电系统，容量2kW，20AH；6) 负载，容量15kW，功率因数-0.8~1，非线性负载；7) 并网控制器，电流50A/380V；8) 线缆监控系统，线缆长度0~5km；每套系统采用模块化设计，安装于独立测试台内，便于安装和维护。
但是其抗电磁干扰问题还有待进一步研究。
其系统结构如图1 所示。
微电网的运行方式有并网和孤岛两种模式：并网模式是指在正常情况下微电网与常规电网并网运行，当检测到电网故障或者电能质量不满足要求时，微电网将及时与电网断开而独立运行，转为孤岛模式运行。
孤岛模式是只至同步发机电建立一个稳定的电压和频率并使之运行在允许范围内，其他子系统更随该电网运行。
控制方式采用主从站控制实现其基本功能，为多代理控制技术奠定基础。
微电网还应有以下几点功能：1) 任意电源接入对系统不造成影响，确保人员电气安全；2) 自主可选择运行点，微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件进行反映，并自动切换至独立运行方式；3) 并网或者脱网平滑；4) 有功无功独立控制；5) 具有校正电压跌落和系统不平衡能力。
图1 系统结构框图1) 通过计算机进行任务的调度及功率的分配，并且显示个子系统的运行状况，本系统采用自励方式，当拖动变频器拖动同步发电机，同步发机电定子绕组产生感应电压，经过整流提供给励磁绕组励磁。
西南交通大学电力系统实验报告2
电力系统及其自动化实验(一)实验报告姓名：班级：学号：实验时间：2016年3月15日1.实验内容：实验的目的：1、通过模拟牵引供电系统，了解牵引供电系统的结构及工作过程；2、了解认识微电网及控制实验系统；3、了解西南交通大学—施耐德电气联合实验室。
实验的原理：1、牵引供电系统实验室初步设计的联合实验室平台体系架构，平台的设计在充分考虑供电可靠性、实验室布局与实现不便的客观条件的基础上，最大限度地保留了铁路牵引供电系统与配电系统的特点。
采用400V 配电网络来模拟实际铁路的10kV 配电。
同时，依托施耐德电气强大的行业背景，通过采用相应智能设备方便地实现了对整个实验室系统的集中管理、保护与控制自动化、电能质量监测等。
牵引供电部分模拟实际牵引变电所，通过升压变压器将10kV 升至27.5kV 为牵引负荷供电。
配电部分模拟铁路配电网，采用400V 电压模拟实际线路采用的10kV 电压。
在一级负荷贯通线路上设置有故障模块，模拟实际铁路配电线路的各种故障，借以观察故障后保护以及断路器等的动作情况，实际铁路配电网络中的分段装置开关房用施耐德电气的配电柜来模拟。
2、微电网及控制实验系统微网系统是一种相对于配电网规模较小的分散式独立系统，它基于以现代电力电子技术，将风电，光伏发电，储能设备组合在一起，直接供小型用户使用，它可以被视为电网中的一个可控单元，在短时间内动作以满足外部输配电网络及负载的需求。
微电网保证以下功能：1) 任意电源接入对系统不造成影响，确保人员电气安全；2) 自主可选择运行点，微电网控制应该做到能够基于本地信息对电网中的事件进行反映，并自动切换至独立运行方式；3) 并网或脱网平滑；4) 有功无功独立控制；5) 具有校正电压跌落和系统不平衡能力该系统由 6 个子系统组成，每个子系统有主要控制器通过以太网上层计算机进行高速实时通讯。
各子系统内部运行通过子系统逆变器独立控制。
如下图所示3、西南交通大学－施耐德电气联合实验室采用400V配电网络来模拟实际铁路的10kV配电。
电力系统实验报告2
电力系统实验报告2————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：电力系统实验报告实验二电力系统横向故障分析实验姓名：朱琳瑶学号：12291237班级：电气1207任课老师：吴俊勇实验老师：郝亮亮实验1 电力系统横向故障分析实验一、实验目的1、对电力系统各种短路现象的认识；2、掌握各种短路故障的电压电流分布特点；3、分析比较仿真运算与手动运算的区别；二、实验内容1、各种短路电流实验观察比较各种短路时的三相电流、三相电压；2、归纳总结各种短路的特点3、仿真运算与手动运算的比较分析三、实验方法和步骤1．辐射形网络主接线系统的建立输入参数（系统图如下）：额定电压：220kV；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25kV；变压器B1：Un=360MVA，变比=18/242，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％；变压器B2：Un=360MVA，变比=220/18，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％；线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.04Ω/km，电抗：0.3256Ω/km。
发电机：按汽轮机默认参数辐射形网络主接线图2．短路实验波形分析利用已建立系统，在L2线路上进行故障点设置，当故障距离为80％时，分别完成以下内容（记录波形长度最少为故障前2周期，故障后5周期）：（1）设置故障类型为“单相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（2）设置故障类型为“两相相间短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（3）设置故障类型为“两相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（4）设置故障类型为“三相短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；（5）根据不同故障情况下电流电压输出波形，归纳各种情况下故障电流电压的特点。
电力系统分析综合实验报告
电力系统分析综合实验报告本实验旨在通过对电力系统进行分析和综合实验，从而了解电力系统的基本工作原理、电力负荷的管理和电路的运行条件。
在本次实验中，我们将使用PSCAD软件进行电力系统的模拟，并最终得出分析结果。
第一部分：实验目的本实验的主要目的是使学生熟悉电力系统的基本概念、基本原理和基本分析方法，了解电路的运行条件和电力负荷的管理，通过实验来了解电力系统的基本运行流程和原理。
同时，实验中更加重视学生解决问题、创新思维、团队协作和实验数据记录。
第二部分：实验内容本实验的内容主要包括以下几个方面：1. 非线性电力系统的建模使用PSCAD软件来建立非线性电力系统的模型，包括电源、负载和传输线等组成部分。
通过一个简单的电路来进行模拟，检验电源、负载和传输线的正常工作状态。
2. 电力系统稳定性分析使用系统柔性和频率响应等分析方法，对电力系统进行稳定性分析。
通过仿真和实验搭建一个简单的电路来进行稳定性分析，只有在系统稳定的状态下才能进行正常的供电操作。
3. 电路负载管理和分析使用实际电路负载来进行各类负载管理和分析，包括负载均衡和负载优化。
通过对负载进行分析并进行优化调整，以达到电系统的最佳工作状态。
4. 设备运行条件分析通过对设备的状态进行分析，寻找设备的运行条件，以保证设备的正常运转。
在分析过程中，需要对各种设备产生的功率损失和电流负载进行考虑。
第三部分：实验步骤本实验的步骤大致如下：1. 建立非线性电力系统模型首先，需要在PSCAD软件中建立一个非线性电力系统模型，包括电源、负载和传输线等组成部分，并进行电路的初始化设置。
2. 进行电路的基本操作进行电路的基本操作，包括开关的合闭、电源的开启和负载的接入等，以检验电路的正常工作状态。
3. 进行电力系统稳定性分析通过进行仿真和实验来进行电力系统稳定性分析，只有在系统稳定的状态下才能进行正常的供电操作。
如果系统不稳定，则需要进行适当的调整。
4. 进行负载分析和负载管理通过对负载进行分析和管理，以达到电系统的最佳工作状态。
电力系统实验报告
电力系统综合实验实验报告1实验目的1.通过实验一，观察发电机的四种运行状态。
2.通过实验二，观察系统在不同电压和不同拓扑结构中的静稳极限，观察失稳之后各相电压和电流波形。
3.通过实验三，观察不同短路情况下，短路切除时间对于电力系统稳定性的影响。
2实验内容2.1实验一：发电机不同象限运行实验2.1.1实验内容通过改变发电机的转速和励磁分别改变发电机的有功功率P与无功功率Q，实现发电机在不同象限的运行。
2.1.2理论分析发电机的四种运行状态：1.迟相运行(常态运行)：发电机向电网同时送出有功功率和无功功率(容性）。
2.进相运行(超前运行)：发电机向电网送出有功功率，吸收电网无功功率。
3.调相运行：发电机吸收电网的有功功率维持同步运转，向电网送出无功功率(容性)。
4.电动机运行(非正常运行)：发电机同时吸收电网的有功功率和无功功率维持同步运行。
2.1.3实验步骤1.按照双回线方式，依次接入断路器，双回线，电动机，无穷大电网，组成简易电力系统。
2.测试各个接线端子的是否能够正常使用，闭合断路器。
3.启动发电机，并网运行。
4.改变发电机设定转速改变其有用功率，改变发电机励磁改变其无功功率，使其运行在四个象限，四个象限各取三组数据。
在正常状态下，设定三组不同转速使其保持正常运行状态，记录机端电压，有功功率，无功功率；然后降低转速，使其运行于第二象限，再次记录三组调相数据；接着降低励磁电压，使发电机运行于第三象限，记录三组电动机数据；最后提高转速使点击运行与第四象限，获得3组进相数据。
2.1.4实验结果具体现象如图所示，图. 1转速设定值0.90图. 2转速设定值0.91图. 3转速设定值0.89图. 4转速设定值0.875图. 5转速设定值0.865图. 6转速设定值0.855图. 7转速设定值0.860 4.P > 0, Q < 0 第四象限图. 8转速设定值0.882图. 9转速设定值0.892图. 10转速设定值0.9022.2实验二：线路静态稳定极限测试实验2.2.1实验内容测试线路的静态稳定运行极限，测试不同电压等级和不同电抗条件下，电压静态稳定极限的变化情况。
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电力系统实验报告2
————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期：
电力系统实验报告实验二电力系统横向故障分析实验
姓名：朱琳瑶
学号：12291237
班级：电气1207
任课老师：吴俊勇
实验老师：郝亮亮
实验1 电力系统横向故障分析实验
一、实验目的
1、对电力系统各种短路现象的认识；
2、掌握各种短路故障的电压电流分布特点；
3、分析比较仿真运算与手动运算的区别；
二、实验内容
1、各种短路电流实验
观察比较各种短路时的三相电流、三相电压；
2、归纳总结各种短路的特点
3、仿真运算与手动运算的比较分析
三、实验方法和步骤
1．辐射形网络主接线系统的建立
输入参数（系统图如下）：额定电压：220kV；负荷F1：100+j42MVA；负荷处母线电压：17.25kV；
变压器B1：Un=360MVA，变比=18/242，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％；
变压器B2：Un=360MVA，变比=220/18，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％；
线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.04Ω/km，电抗：0.3256Ω/km。
发电机：按汽轮机默认参数
辐射形网络主接线图
2．短路实验波形分析
利用已建立系统，在L2线路上进行故障点设置，当故障距离为80％时，分别完成以下内容（记录波形长度最少为故障前2周期，故障后5周期）：
（1）设置故障类型为“单相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；
（2）设置故障类型为“两相相间短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；
（3）设置故障类型为“两相接地短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；
（4）设置故障类型为“三相短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录线路始端CT和CVT的波形；
（5）根据不同故障情况下电流电压输出波形，归纳各种情况下故障电流电压的特点。
由仿真结果可以知道，当系统发生不同故障时，电流和电压的特点是各不相同的。
在各种故障中，故障相的电流相对于原来的正常运行时的电流幅值都急剧增加，而故障消除之后，电流幅值又开始逐渐减小，并且最终稳定在原来的幅值。
在发生故障之后，电流和电压之间的相位差发生了变化。
在系统发生故障时，非故障支路的电流也会有所增加，这是由于它们之间形成的是并联关系，也有相应的电流流过。
非故障支路的电压幅值会有所降低，但是不管发生什么样的故障，其电压幅值都不会降为0。
而故障支路当发生非接地故障时，电压幅值会有所下降，但是并不会下降为0，当发生接地故障时，电压幅值会马上降为0。
发生三相故障时，短路电流是对称的，且短路电流比较大，短路电压基本上为0；发生单相短路时，故障相电压变为0，非故障相电压不为0，故障相电流比较大，非故障相电流为0；发生两相故障时，故障相的电压相等，都等于电源电压的一半，非故障相得电压为电源电压，故障相电流大小相等方向相反，非故障相电流为0；发生两相短路接地时，故障相电压相等，都等于0，非故障相不为0，故障相电流不为0，且与短路阻抗和非故障相的正序电流成正比，非故障相电流为0。
3．短路故障比较分析
利用已建立系统，在L2线路上进行故障点设置，当故障距离线路末端时，设置故障类型为“三相短路”，运行仿真，在输出图页上观察记录故障点电压电流的波形。
（1）根据故障后1－2个周期内波形，计算故障点短路电流周期分量值。
在第一个周期内 2.5i pmh kA =,0.22i pmL kA =-。
所以1()2 1.36i pm pmh pml kA i i =-÷=。
在第二个周期内 2.1i pmh kA =，0.75i pmL kA =-，所以
2()2 1.425i pm pmh pml kA i i =-÷=。
对两个周期求平均值：12()2 1.3925i pm pm pm kA i i =+÷=。
所有周期分量有效值为： 1.39250.98522
pm
kA i ==。
（2）手动计算故障点周期电流起始值
等值电路：
解：SB=300MVA ，VB=VAV
''*3000.130.13300B G d N S x x S ==⨯=
*%14.33000.1192100100360s B T N V S x S ==⨯=
*22113000.32561000.092322230B L l B S x x l V ==⨯⨯⨯=
*0.130.11920.09230.3415
x ∑=++= ***'' 1.08'' 3.16250.3415E I x ∑===
起始暂态电流
''*300'' 3.1625 2.38163230B I I I kA ==⨯
=⨯ 冲击电流 2'' 1.82 2.3816 6.0616im im i k I kA ==⨯⨯=
短路电流最大有效值
1.52'' 1.52
2.3816
3.6200im I I kA ==⨯=
（3）误差分析：
答：在手动短路潮流计算是近似计算，在正常工作时负荷电流比较小，和短路电流比起来比较小，所以在手算潮流计算时通常将负荷电流忽略。
在等值计算时忽略负荷，忽略线路对地支路的影响，即线路对地电容和变压器励磁支路，忽略线路阻抗。
而在计算机计算中，这些因素都没有忽略，即短路电路的阻抗就比手算潮流大，而电压是固定的，因此，计算机潮流计算结果就比手算潮流值小。
四、思考题
1.什么叫电力系统的横向故障？是如何分类的？
答：常见的三相短路，两相和单相短路通常称为横向故障，它是指网络的节点k （也就是短路点）处出现了相与相之间或相与地之间的不正常接通情况。
短路类型常分为三相短路，两相短路，单相接地短路，两相接地短路。
2.电力系统各种短路电流计算时，不计负荷电流与计及负荷电流，结果有什么不同？
答：短路电流一般比较大，在几KA 左右，而负荷电流较短路电流较小，一般为几百安左右，在计算时常被忽略，因此不计负荷电流的结果比计及负荷电流的计算结果小一点。
3.计算机仿真模拟各种短路运算与手动进行短路计算有什么区别？各有何特点？
答：手动计算是近似计算，由于负荷电流远小于短路电流，所以在等值计算时忽略负荷，忽略线路对地支路的影响，即线路对地电容和变压器励磁支路，忽略线路阻抗。
计算机仿真模拟各种短路运算时，由于是考虑了整个系统中所有的情况，因此计算结果比较接近于实际情况，计算会复杂一点。
而手动进行短路计算则对电路进行了化简，忽略了负荷电流的影响，这样使计算简单，但是误差会
较大。