实验2 电力系统横向故障分析实验

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 、 分析比较各种短路故障对系统运行的危害; 4 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 路基工程安全技术交底工程项目施工成本控制工程量增项单年度零星工程技术标正投影法基本原理 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。 其参数设定分别为: )、发电机参数设置: (1 变压器B1参数设置: (3)变压器B2参数设置: (4)电流互感器参数设置: (5)线路参数的设置: (6)负荷参数设置: 1、 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: (1) 运行仿真，在输出图页上观察故障点CT和CVT的波形; 单相短路 由仿真结果CVT图可以看出来，在还未出现故障之前，电压波形为正弦波形。故障后，A相电压突然下降，且波动比较大。这对电力系统是相当不利的。同时我们可以看出:故障线路的点电压下降比较明显，而非故障线路电压下降缓慢一点，没有故障线路那么明显，这主要是由于两条线路是并联的，这样就会对另一条非故障线路有一定的影响。在故障刚消除的时候，又有一个较大的冲击电压，这是由于相当于刚接上一个电源，所以就有一个较大的冲击电压。在电压恢复前几个周期，电压波形有很大的纹波。 由仿真结果CT图可以看出来，在故障前，A相电流按照正弦波形进行运行。而在故障的时候，A相电流突然增加，且在故障刚开始时的纹波比较大，这时由于刚发生故障时，有一些非周期分量。周期分量依然呈正弦波形。而过了一定时间之后，波形开始稳定。且在刚开始时，有一个较大的冲击电流。在故障消除了，电流又逐渐恢复到原来的运行状态，且在刚稳定的前两个周期电流波形上也有很大的纹波电流。这与理论相差不多。 AB相间短路 电压互感器与电流互感器仿真图如下: 由仿真结果CVT图可以看出来，电压波形和单相短路时相差不多，也是在故障发生之后，电压幅值开始下降，且开始时有一定的纹波。在故障消除之后，电压开始逐渐恢复到原来的电压幅值。 由仿真结果CT图可以看出来，在故障前，电流波形呈正弦波形，而故障发生之后，故障相AB两相的电流波形突然增大，而非故障相C相得电流波形的幅值基本上没有发生变化，但是波形发生了一定的变形。且故障相AB两相电流波形还是依然相差120?。而在故障消除之后，故障相的电流波形又恢复到原来的状态。依然呈正弦波形，只是电流幅值是缓慢恢复到原来的电流幅值。在故障时根据IA=-IB。由仿真结果也可以看出来，AB两相电流，大小基本相等，而方向相反。 两相接地短路，潮流图如下: 其电压互感器与电流互感器仿真图如下: 由仿真结果CVT图可以看出来，电压波形和单相短路时相差不多，只是故障相由原来的一相变成了两相，同是在故障发生之后，电压幅值开始下降，且文波严重，在故障消除之后，电压开始逐渐恢复到原来的电压幅值。 由仿真结果可以看出来，在AB两相发生接地短路故障时，两相电流波形都发生了变化，非故障相C相电流波形基本上没有发生变化。在故障消除之后，电流波形逐渐恢复到原来的电流波形。 =V 解:S=300MVA，VBBAV S300''Bxx,,，,0.130.13Gd* S300N VS%14.3300sBx,,，,0.1192*T 100100360SN S11300Bxxl,,，，，,0.32561000.0923*Ll22 22230VBx,，，,0.130.11920.09230.3415 ,* E''1.08*,,,I''3.1625* x0.3415,* 起始暂态电流 300'' IIIkA,,，,''3.16252.3816B* ，3230 冲击电流 ikIkA,,，，,2''1.822.38166.0616 imim 短路电流最大有效值 IIkA,,，,1.52''1.522.38163.6200 im 3、 变压器中性点接地方式对零序电流的影响 选择某一种接地短路类型，变压器B1、B2中性点分别设置为不同的接地方式，进行短路实验，结果填入下 表 关于同志近三年现实表现材料材料类招标技术评分表图表与交易pdf视力表打印pdf用图表说话 pdf : 单相短路时，中性点接地情况下: 单相短路，中性点不接地情况下: 比较发现:当中性点不接地系统发生单相短路时，中性点电压升至相电压，而非故障相相电压升至线电压。 相间短路，中性点不接地情况下 相间短路，中性点接地情况下: 相间接地短路，中性点接地情况下: 相间接地短路，中性点不接地情况下: 对于两相短路接地，中性点不接地系统，非故障相电压升高最多，为正常的1.5倍，但仍小于但单相接地时电压的升高。 4、 负载状态短路 利用已建立系统，按照负载状态(计及负荷电流)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: (1) 运行仿真，在输出图页上观察故障点CT和CVT的波形; (a)A相接地短路 从图中我们对比发现，在故障发生时，电压波形虽为正弦状，但明显波动，后故障相成阻尼退出。点流向则为突然增大若干倍，经三周期后逐步恢复。 B、C两相相间短路 故障发生时，非故障相电压升高，故障相电压降低，故障切除后，逐步恢复正常状态。同时，故障相电流明显增加，而非故障相基本不变。在故障相切除后，也同步恢复正常。 (b) B、C两相接地短路 对于两相接地短路，故障相砸短路发生时，电压突降为0，非故障相电压增加，而对应的电流则增大若干倍。在故障切除后，都相应恢复正常，但电压波动相对严重，文波较多。 一、 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.电力系统各种短路故障有什么特点,短路故障对电力系统都有哪些危害, 在电力系统各故障中，三相短路为对称短路，系统各相与正常运行时一样，处于对称状态，其它各短路则为不对称短路，相对而言，三相短路最严重，但发生概率小，短路发生的地点、持续时间以及短路类型都会影响短路的危害程度，短路时，短路电流可能达到正常电流的十几到几十倍，当时间过长时，可能烧毁电气设备，短路时，系统电压将大幅度降低，电动机可能甚至停转，造成产品报废等等，对于不对称短路，产生的大磁场对于架空线路等影响很大。 3.变压器中性点接地方式对接地短路电流的大小和分布有什么影响,为什么产生这样的影响, 不同类型的不对称短路类型对应不同的接地短路电流不同，但整体上说，中性点接地后短路电流会增加，因为在中性点不接地系统中，对零序电流回路产生影响，在中性点未接地系统， 4.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。