PSCAD的电力系统仿真大作业1

电力系统分析课程报告

姓名******

学院自动化与电气工程学院

专业控制科学与工程

班级*****************

指导老师******

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二〇一六年六月十六.

1同步发电机三相短路仿真计算

1.1仿真模型的建立

根据老师给的三相同步发电机模型做了修改（空载）。同步发电机三相短路实验仿真研究的模型如下图所示：

图1.1 同步发电机三相短路仿真研究的模型

1.2 PSCAD中的仿真结果

1.2.1发电机出口电压Ea。

发电机出口电压Ea，如下图所示：

图1.2发电机出口电压Ea

1.2.1衰减时间常数Ta对于直流分量的影响

励磁电压和原动机输入转矩Ef与Tm均为定常值1.0，且发电机空载。当运行至0.5056s时，发电机发生三相短路故障。

定子三相短路电流中含有直流分量和交流分量，三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路的电阻和等值电感决定，大约0.2s。PSCAD同步发电机模型衰减时间常数Ta （Ta=0.235s）对应位置下图所示。

图1.3同步发电机参数Ta设置图

（1）当衰减时间常数Ta=0.235s时，直流分量（If）的衰减过程如下图所示。

图1.4直流分量的衰减波形

（2）当衰减时间常数Ta=0.125s的参数设置、直流分量（If）的衰减过程如下图所示。

图1.3同步发电机参数Ta设置图

图1.4直流分量的衰减波形

1.2.2短路时间不同的影响

同步发电机出口三相短路的时间不同对三相短路电流的影响：短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大；直流分量的起始值与短路时间的电流相位直接关系。短路时间参数设置如下图所示：

图1.5短路时间参数设置

1）当0.5056s时发生三相短路，电流波形如下图所示：

图1.6三相短路电流波形

2）当0.8065s时发生三相短路，电流波形如下图所示：

图1.7三相短路电流波形

1.2.3 Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响

(1)Xd不同的影响

同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：

图1.8Xd的参数设置仿真波形如下图所示：

图1.9三相短路电流波形

同步发电机的三相短路研究模型中Xd的参数设置如下图所示：

图1.10Xd的参数设置Xd=10.14时，仿真波形如下图所示

图1.11 三相短路电流波形

（2）Xd`的影响

同步发电机的三相短路研究模型中Xd’的参数设置如下图所示：

图1.12Xd的参数设置Xd’=0.314时三相短路电流的波形如下图所示：

图1.13三相短路电流波形

同步发电机的三相短路研究模型中Xd’的参数设置如下图所示：

图1.14Xd’的参数设置

Xd’=1.01时，三相短路电流的波形如下图所示：

图1.15三相短路电流波形

（3）Xd’’的影响

同步发电机的三相短路研究模型中Xd’’的参数设置如下图所示：

图1.16Xd’’的参数设置Xd’’=10.14时，仿真波形如下图所示：

图1.17三相短路电流波形

同步发电机的三相短路研究模型中Xd’’的参数设置如下图所示：

图1.18Xd’’的参数设置Xd’’=0.9时三相短路电流的波形如下图所示：

图1.19三相短路电流波形

1.2.4衰减时间常数Td’、Td’’的影响

（1）不同Td’时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。

衰减时间常数Td’参数设置如下图所示：

图1.20Td’参数设置Td’=6.55时短路励磁电流的波形如下图所示：

图1.21短路励磁电流的波形

衰减时间常数Td’’参数设置如下图所示：

图1.22Td’参数设置Td’=1.55时短路励磁电流的波形如下图所示：

图1.23短路励磁电流的波形Td’’电流暂态交流分量衰减速度：

图1.24Td’’参数设置

Td’’=0.039时短路励磁电流的波形如下图所示：

图1.25短路励磁电流的波形Td’’=3.039时短路励磁电流的波形如下图所示：

图1.26Td’’参数设置Td’’=3.039时短路励磁电流的波形如下图所示：

图1.27短路励磁电流的波形

2简单电力网络的线路故障仿真2.1仿真模型的建立

2.1.1仿真模型的如下图所示：

图2.1仿真模型

2.1.2参数设置

（1）电源M的参数如下图设置：

图2.2电源M的参数设置

额定电压94.16kv，Z=6.666+j46.666 ohm 电源电压初相位为度度，把阻抗转化为幅值和相角的表示方法进行参数设置如上图。

（2）电源N的参数如下图设置：

图2.3电源N的参数设置

额定电压94.16kv，Z=2.333+j65.333ohm 电源电压初相位为负30度，把阻抗转化为幅值和相角的表示方法进行参数设置如上图。

（3）输电线路（π型等值电路）参数对应在仿真模型中的设置位置如图：

图2.4位置的参数设置

在求正序容抗和零序容抗时就行了一定的换算得如图设置数据。

（4）故障设置如下：

图2.5故障的参数设置

2.1.3仿真图

（1）电源M电压初相位为0度，电源N电压初相位为负30度。短路类型为①三相故障；②A相接地；③BC两相故障。

①三相故障，线路M端故障点的电流电压波形及故障点的电流电压波形、相量图如下图所示。故障时间开始是t=0.2s。