电力系统线路故障分析仿真模拟实验

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电分实验 电力系统分析实验

电分实验 电力系统分析实验

电气工程学院《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告学号:2014302540149姓名:刘玉清班级: 2014级6班一、实验目的(不超过400字介绍)潮流计算是电力系统非常重要的分析计算,用以研究系统运行和规划中提出的各种问题。

了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法,掌握用PSASP进行电力系统潮流、稳定和短路计算的方法,对于我们学习电力系统分析有重要的意义,可以让我们更深刻地体会潮流计算的过程,方便地模拟仿真电力系统的运行状况。

对运行中的电力系统,通过潮流的计算可以分析各种负荷变化、网络结构改变等各种情况会不会危及系统的安全,系统中所有母线的电压是否在允许的范围以内,系统中各种元件(线路、变压器等)是否会出现过负荷,以及可能出现过负荷时应事先采取哪些预防措施等;对规划中的电力系统,通过潮流计算可以检验所提出的电力系统规划方案(如新建变电站、线路改造、电磁环网解环等)能否满足安全稳定运行的要求。

二、潮流计算部分(1)简单介绍本次实验的潮流计算的试验内容,叙述利用PSASP软件进行潮流计算需要输入哪些数据(不超过800字)。

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右图虚线所示:实验将对该系统进行计算分析。

需要输入的数据为:母线数据、交流线数据、变压器数据、发电数据、负荷数据、区域定义数据、方案定义、潮流计算作业定义。

具体数据见实验指导书。

(2)绘制仿真实验任务指导书中要求的两个潮流计算拓扑结构图,并根据两种潮流方案的潮流计算结果在拓扑结构图上标注母线节点电压和相位,利用复数功率形式标注各支路功率(参考方向选择数据表格中各支路的i侧母线至j侧),统计发电机和负荷的功率大小并统计系统网损(3)在规划潮流方式下,增加STNC-230母线负荷的有功至1.5p.u.,无功保持不变,试调试潮流,并在绘制的规划方式拓扑结构上标注母线节点电压和相位,利用复数功率形式标注各支路功率(参考方向选择数据表格中各支路的i侧母线至j侧),统计发电机和负荷的功率大小并统计系统网损。

基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析

基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析

基于MATLAB的10kV铁路电力线路不接地系统单相接地短路故障分析摘要:由于中性点不接地系统运行的优点,使其在我国配电系统中广泛采用,铁路中电力线路和变、配电所也多采用中性点不接地方式。

本文主要研究中性点不接地系统发生单相接地故障的情况,进行理论分析且通过仿真验证了理论正确性,详细论述了故障前后零序电流和电压的波形变化,为实际故障查找与判别提供依据。

同时结合现场实际,总结单相接地故障的事故原因。

对满足铁路安全性、稳定性、可靠性的供电需求提供了一定保障。

关键词:中性点不接地;单相接地短路;零序分量;MATLAB仿真一、中性点不接地系统单相故障理论分析中性点不接地方式属于小电流接地系统中的一种,是因为接地点电流比负载电流小很多,故将其称为小电流接地系统。

在电压等级较低,通常66kV及以下的系统使用小电流接地系统,铁路电力线路电压等级一般为10KV,故采用中性点不接地方式。

当单相接地故障发生时,因为暂不构成短路回路,电流通常不大于负载电流,线电压依然对称,因而不影响对用户的持续供电,系统可继续在这种状态下运行1~2h,不急于立刻处理该故障线路,断路器也不必马上动作,维持对用户的供电不间断,提高了供电的可靠性。

如图1所示,系统中性点不接地,在非故障情况下,三相对地电容数值相等,如我们所知容性负载,每相电容电流超前相电压90°,且三相电容电流相加为零。

图1 中性点不接地系统单相接地故障示意图图2 A相发生单相接地故障因为线电压、三相负荷电流,故障前后没有变化,仍然对称,我们在此只分析对地之间的变化。

如图2相量关系所示,假设单相接地短路故障发生在A相,则A相对地电压变为0,且其对地电容短路,对地电容电流则变为0。

而非故障相对地电压变为倍,对地电容电流也相应变为倍。

在A相接地以后,假设负载电流和短路电流在线路阻抗上的分压为0,则接地处各相对地电压如下:,B相为,C相为,故障点K的零序电压是:,在故障点处非故障相产生的电容电流流向该点,B相为 C相为其有效值为,其中为相电压有效值。

仿真模型实验报告总结(3篇)

仿真模型实验报告总结(3篇)

第1篇一、实验背景随着计算机技术的飞速发展,仿真技术在各个领域得到了广泛应用。

仿真模型实验作为科学研究的重要手段,能够有效模拟复杂系统的运行过程,为理论研究和工程设计提供有力支持。

本报告总结了近期参与的仿真模型实验,旨在总结实验过程、分析实验结果,并对实验方法进行评价。

二、实验内容本次实验涉及多个领域,主要包括以下三个方面:1. 电力系统仿真实验:通过PSCAD软件搭建电力系统仿真模型,分析发电机在三相对称短路故障下的暂态响应。

2. 高速数字系统设计与实践仿真实验:设计并优化一个满足特定要求的微带线结构,分析其在不同频率下的传输特性。

3. 计算机组成原理仿真实验:使用Proteus仿真软件,验证寄存器的存储功能。

三、实验过程1. 电力系统仿真实验:- 搭建仿真模型:在PSCAD软件中,根据实验要求搭建包含发电机、变压器、负荷和故障装置的电力系统仿真模型。

- 设置参数:根据实验要求,设置发电机的参数、变压器的参数、负荷的参数以及故障装置的参数。

- 运行仿真:启动仿真,观察短路故障发生时的电压、电流等暂态响应。

2. 高速数字系统设计与实践仿真实验:- 确定阻抗:根据设计要求,确定微带线的阻抗,作为设计基准。

- 优化参数:在满足阻抗要求的前提下,优化信号导体宽度、导体间距和介质厚度等参数,以满足插入损耗、远端串扰和近端串扰等设计指标。

- 运行仿真:根据优化后的参数,运行仿真,分析微带线在不同频率下的传输特性。

3. 计算机组成原理仿真实验:- 连接电路:根据电路图,在Proteus软件中搭建实验电路,包括寄存器、三态门、发光二极管等元件。

- 设置参数:根据实验要求,设置寄存器的参数,以及控制信号的参数。

- 运行仿真:启动仿真,观察寄存器的存储功能是否正常。

四、实验结果与分析1. 电力系统仿真实验:- 短路故障发生时,短路电流和励磁电流迅速增大,随后逐渐衰减。

- 考虑阻尼绕组时,短路电流衰减速度较快,说明阻尼绕组能够有效抑制短路电流。

无穷大功率电源供电系统三相短路分析

无穷大功率电源供电系统三相短路分析

无穷大功率电源供电系统三相短路分析1.电力系统故障分析的意义在电力系统的运行过程中,时常会发生故障,其多数是短路故障。

所谓短路,是指一切不正常的相与相之间或相与地(对于中性点接地的系统)发生系统通路的情况。

电力系统在运行中,相与相之间或相与地(或中性线)之间发生非正常连接(即短路)时流过的电流。

其值可远远大于额定电流,并取决于短路点距电源的电气距离。

例如,在发电机端发生短路时,流过发电机的短路电流最大瞬时值可达额定电流的10~15倍。

大容量电力系统中,短路电流可达数万安。

这会对电力系统的正常运行造成严重影响和后果。

在发电厂、变电所以及整个电力系统的设计工作中,都必须事先进行短路计算,以此作为合理选择电气接线、选用有足够热稳定度和动稳定度的电气设备及载流导体、确定限制短路电流的措施、合理配置各种继电保护并整定其参数等的重要依据。

因此故障计算对于电力系统的设计和安全运行具有十分重要的意义。

2电力系统故障分析计算本文以无穷大功率电源供电发生三相短路分析。

即在此电路中假设电源电压幅值和频率均为恒定。

图2.1 无限大功率电源供电的三相电路突然短路假设无穷大功率电源供电系统如图2.2 所示,0.02s时刻变压器低压分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。

线路参数为50L kM =,10.4x kM =Ω/,10.17r kM =Ω/;变压器的额定容量20N S MV A =•,短路电压s U %=10.5,短路损耗135s P kW ∆=,空载损耗0.8o I %=,空载电流0.8o I %=,变比11011T k =/,负载5S MW =,高低压绕组均为Y 形联接;并设供电点电压为110kV 。

图2.2 无穷大功率电源供电系统计算:变压器T 采用“Three-phrase-transformer (Two Windings )”模型。

根据给定的数据:变压器的电阻为:33222101011020000T N N s P U R S (2-1)∆=⨯=⨯= 4.08Ω135Ω⨯ 变压器的电抗为:3322100101010.511010020000T N Ns X U U S (22)%= ==-⨯⨯⨯Ω63.53Ω ⨯⨯ 则变压器的漏感:30.20263.5323.1450(2)L H H x f ττ(2)== =- ⨯⨯/π变压器的励磁电阻为: 3352oP ==2221011010 5.510m N U R (2-4)∆= ⨯⨯ΩΩ ⨯ 变压器的励磁电抗为:33210021001100.820001010N N m o U I S x %= = ⨯ = (2-5) ⨯Ω75625Ω⨯⨯变压器的励磁电感为:(26)240.87562521450(2)m m H H L x f ===-⨯3.⨯/π 输电线路L 采用“Three-Phase series RLC Branch ”模型。

电力系统稳定性分析与仿真

电力系统稳定性分析与仿真

电力系统稳定性分析
电力系统稳定性问题的分类: 美国国际电气与电子工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineering,
IEEE)把电力系统稳定性问题分为暂态稳定性(Transient Stability)和静态稳定性 (Steady-state Stability)两大类。
现主要围绕电力系统暂态稳定问题进行论述。
电力系统暂态稳定性是指系统突然经受大干扰后,各个同步电机能 否继续保持同步运行的能力。通常所考虑的扰动包括发生各种短路故 障、切除大容量发电机或输电设备以及某些负荷的突然变化等。
电力系统 稳定性分析
根据在扰动后的不同时间里系统各部分的反应不同,在分析暂态稳定时往往分为以下三个阶 段: 起始阶段:即故障后约一秒钟内的时间段。在这期间系统中的保护和自 动装置有一系列的动作, 例如切除故障线路和重合闸,切除发电机等。在这个时间段中发电机的调节系统还来不及起到明 显的作用。 中间阶段:在起始阶段后,大约持续5秒钟的时间段。在此期间发电机的调节系统将发挥作用。 后期阶段:在故障后几分钟内。这时热力设备(如锅炉等)将影响到电力系统的暂态过程,另 外系统中还将发生由于频率的下降自动切除部分负荷等操作。

的应用范围主要在以下几方面:


仿
1)应用于系统规划、设计与试验;
真 2)应用于系统动态特性分析与研究;
3)应用于辅助决策、管理与控制;
4)应用于人员的教学培训。
仿真系统模型


本文采用230kV的四机两区域系统以及华东电网为研究模型,研究平台为

PSS/E30。

本算例采用负荷模型为恒阻抗特性。以下是该系统的数据说明。

电力系统分析实验报告

电力系统分析实验报告

一、实验目的1. 了解电力系统的基本组成和运行原理;2. 掌握电力系统潮流计算的方法和步骤;3. 熟悉电力系统故障计算的方法和步骤;4. 培养分析电力系统问题的能力。

二、实验原理1. 电力系统潮流计算:通过求解电力系统中的潮流方程,得到系统中各节点的电压、电流、功率等参数,从而分析电力系统的运行状态。

2. 电力系统故障计算:通过求解电力系统中的故障方程,得到故障点附近的电压、电流、功率等参数,从而分析电力系统故障的影响。

三、实验仪器与设备1. 电力系统分析软件:如PSCAD/EMTDC、MATLAB等;2. 电力系统仿真设备:如电力系统仿真机、计算机等;3. 电力系统相关教材和资料。

四、实验步骤1. 建立电力系统模型:根据实验要求,利用电力系统分析软件建立电力系统模型,包括发电机、变压器、线路、负荷等元件。

2. 潮流计算:(1)设置初始条件:根据实验要求,设置电力系统运行状态,如电压、功率等;(2)求解潮流方程:利用电力系统分析软件求解潮流方程,得到系统中各节点的电压、电流、功率等参数;(3)分析潮流计算结果:根据计算结果,分析电力系统的运行状态,如电压分布、潮流分布等。

3. 故障计算:(1)设置故障条件:根据实验要求,设置电力系统故障,如短路、断路等;(2)求解故障方程:利用电力系统分析软件求解故障方程,得到故障点附近的电压、电流、功率等参数;(3)分析故障计算结果:根据计算结果,分析电力系统故障的影响,如电压波动、潮流变化等。

五、实验结果与分析1. 潮流计算结果分析:(1)电压分布:根据潮流计算结果,分析系统中各节点的电压分布情况,判断电压是否满足运行要求;(2)潮流分布:根据潮流计算结果,分析系统中各线路的潮流分布情况,判断潮流是否合理。

2. 故障计算结果分析:(1)故障点电压:根据故障计算结果,分析故障点附近的电压变化情况,判断电压是否满足运行要求;(2)故障点电流:根据故障计算结果,分析故障点附近的电流变化情况,判断电流是否过大;(3)故障点功率:根据故障计算结果,分析故障点附近的功率变化情况,判断功率是否过大。

大型电力系统输电线路故障自动识别仿真

偏 低 。提 出基 于模 糊 聚 类 的输 电线 路 自动 识 别 方 法 。上 述 方 法 首 先 从 电力 网 络 时 域 及 时 频 域 提 取 输 电线 路 故 障 电 流特 征 , 综合不 同的特征量得到输 电线路故障 自动识别的特征 向量 ,将其作为大型 电力系统输 电线路 分类识别模块 的输人 ,输入 到 模糊聚类 分类器 中进行输 电线路故障特征聚类识别 。实验结果表 明,所提方法能够利用较少的特征量来描述输电线路 不同 故 障类 型,且 故障识别效果较好 。 关 键 词 :电力 系统 ;输 电线 路 ;故 障识 别 中 图分 类 号 :TM773 文 献 标识 码 :B
ABSTRA CT :An automatic identification method of electric transmission line based on fuzzy cluster ing is proposed. The fault current feature of the electric transm ission line from time dom ain and tim e—— ̄equency domain of power net-- work is extracted,and feature vector of the automatic identif ication synthesizing different feature quantity is obtained, then the feature vector is used as input of module of classif ication and recognition of the transm ission line in large— scale power system . The feature vector is input into classif ier of fuzzy cluster ing. Thus,identif ication of fault feature cluster is achieved. Simulation results show that the m ethod can use less feature quantity to descr ibe different types of faults. It has better identification effect. KEYW OlIDS:Electr ic power system ;Electric transmission line;Fault identif ication

电力系统虚拟仿真实验平台设计与实现

电力系统虚拟仿真实验平台设计与实现随着科技的进步和电力行业的发展,电力系统的虚拟仿真实验平台应运而生。

这种平台可以模拟真实的电力系统运行环境,通过虚拟仿真技术,对电力系统的运行进行实时模拟和监测,提供有效的实验与培训手段。

本文将详细介绍电力系统虚拟仿真实验平台的设计与实现。

一、设计目标为了满足电力系统的教学和研究需求,电力系统虚拟仿真实验平台应具备以下设计目标:1. 实时仿真:平台能够实时模拟电力系统的各种运行情况,包括电压、电流、功率等参数的计算和显示。

2. 多场景支持:平台应支持各种电力系统的仿真实验需求,包括电力传输、配电、短路、过电压等多种场景。

3. 灵活可调:平台能够根据用户需求进行参数调整,包括电力系统元件的连接方式、参数设置等。

4. 数据可视化:平台具备数据可视化功能,能够通过图表、曲线等方式直观展示电力系统运行结果。

5. 用户友好:平台的操作界面简单直观,用户可以轻松上手,进行实验仿真操作。

6. 可扩展性:平台应具备良好的扩展性,能够根据需求增加新的电力系统场景和功能。

二、平台实现1. 软件选型:平台的设计与实现可以选择使用MATLAB、PSIM等仿真软件进行开发。

这些仿真软件具备强大的仿真能力和用户友好的界面,适合电力系统虚拟仿真平台的开发和实现。

2. 前端设计:平台的前端设计是用户与平台进行交互的界面,应该具备良好的用户体验和友好的操作界面。

界面上可以包括电力系统的拓扑结构、元件的图示、参数的设置和实时模拟结果的显示等功能。

3. 后端开发:平台的后端开发是实现电力系统运行的核心部分。

通过编程语言如Python或MATLAB,可以实现电力系统的计算和数据处理,如节点电流计算、矩阵运算等。

后端开发还可以实现电力系统的仿真参数调整、故障注入等功能。

4. 数据库设计:为了保存和管理用户的实验数据和结果,需要设计数据库进行数据存储和查询。

数据库可以使用MySQL、SQLite等关系型数据库进行设计,并通过编程语言的API进行数据的读写操作。

基于MATLAB的电力系统单相短路故障分析与仿真

研究生课程论文封面(2014—2015学年第1学期)课程名称: 电力系统运行与控制 课程类型: 选修课 授课教师:着重分结果 (1)元件损坏例如绝缘材料的自然老化,设计,安装维护不良所带来的设备缺陷发展成短路等;(2)气象条件恶化例如雷击造成的闪络放电或避雷器动作,架空线路由于大风或导线覆冰引起电杆倒塌;(3)违规操作,例如运行人员带负荷拉刀闸,线路或设备检修后未拆除接地线就加上电压等;(4)其他,例如挖沟损伤电缆,鸟兽跨接在裸露的载流部分等。

1.2短路故障分析的内容和目的报告题目:基于MATLAB 的电力系统单相短路故障分析与仿真姓名:短路故障分析的主要内容包括故障后电流的计算、短路容量的计算、故障后系统中各点电压的计算以及其他的一些分析和计算,如故障时线路电流与电压之间的相位关系等。

短路电流计算与分析的主要目的在于应用这些计算结果进行继电保护设计和整定值计算,开关电器、串联电抗器、母线、绝缘子等电气设备的设计,制定限制短路电流的措施和稳定性分析等。

1.3电力系统单相接地短路计算1.3.1正序等效定则在求解各种不对称故障时,故障支路的正序电流分量k a1n I )( 可用如下同式表示:∑=2Z ;∑)。

单相接地短路时的系统接线图如图1-1所示。

假定a 相接地短路,短路处以相量表示的边界条件方程为0U k a= ; 0I I k c k b == (1-3) 转换为对称分量关系⎪⎭⎪⎬⎫===+-==++=k a k a0k a2k a1k a0k a2k a1k a0k a2k a1k a I 31I I I )U U (U 0U U U U 或 (1-4)可见,单相接地短路时有零序电压,同时也存在零序电流(在中性点直接接地的系统中)。

由式(1-4)可知,A 相接地短路时选基准相为a 相,故障点b 相和c 相的序电压、序电流就没有式(1-4)的简单关系。

同样,b 相接地时选基准相位b 相,c 相接地时选基准相位c 相,基准相的序电压、序电流具有式(1-4)的关系。

电力系统仿真模型参数

实验一:中性点经消弧线圈接地系统A 相接地故障实验利用MATLAB 搭建了小电流接地系统模型。

线路采用分布参数模型,其正序参数为:10.17/R k m =Ω,1 1.2/L m H km =,19.697/C nF km =;零序参数:00.23/R k m =Ω,0 5.48/L m H km =,06/C nF km =;变压器连接方式为:/Y ∆,110/35K V K V ;其中线路1所带负载为2M V A ,线路3所带负载为5M V A 。

供电线路总长度为100km ,若故障发生在线路的50km 处,且在0.02s 发生故障,0.04s 恢复正常运行(在故障发生器中已设置),由于单相接地故障占到整个系统故障类型的80%以上,所以,仿真以A 相接地故障为例进行。

仿真模型中系统采样频率1000f K H Z =,整个仿真时间为0.06s 。

实验内容:分别做出当过渡电阻为5Ω、50Ω、500Ω时,线路A U 、B U 、C U 以及A I 、B I 、C I 的波形,并分析与所学单相接地故障时的边界条件是否符合。

注意:1. 实验报告纸上的实验器材、实验步骤、结果分析等内容都要填写完整,除实验结果(波形)应另附外,其他都在实验报告纸上完成。

2. 实验步骤描述模型的搭建过程,以及各个参数数值的大小和设置过程。

3.结果分析要详细且有说服力。

4. 该模型时在MATLAB7.6(MATLABR2008a )中建立的模型,其它低版本的可能打不开,建议同学们采用高版本软件运行模型。

实验二:电力系统潮流分析采用实验一的模型,进行实验二,做出:阻抗依频特性波形; 发挥部分:采用分析FFT 变换特性以及潮流分析部分。

注意:实验报告要求和实验一一样,必须严格给出实际的仿真步骤以及实验结果分析。

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电力系统线路故障分析仿真模拟实验
一、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。
1. 模块仿真参数设置:
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
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。

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