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1、 PSCAD 实验报告 PSCAD 实验报告 实验一 实验名称:简单电力系统短路计算 实验目的:掌握用 PSCAD 进行电力系统短路计算的方法 仿真工具:PSCAD/EMTDC 实验原理:在电力系统三相短路中,元件的参数用次暂态参数代替,画出电路的等值电路, 短路电流的计算即相当于稳态短路电流计算。单相接地,两相相间,两相接地短路时的短路 电流计算中,采用对称分量法将每相电流分解成正序、负序和零序网路,在每个网络中分别 计算各序电流,每种短路类型对应了不同的序网连接方式,形成了不同复合序网,再在复合 序网中计算短路电流的有名值。 在并且在短路电流计算中, 一般只需计算起始次暂态电流的 初始值。
2、 实验内容及其步骤: 图示电力系统 已知:发电机:Sn=60MVA,Xd”=0.16,X2=0.19 ; 变压器:Sn=60MVA,Vs%=10.5 ; 1) 试计算 f 点三相短路,单相接地,两相相间,两相接地短路时的短路电流有名值。 2) 若变压器中性点经 30电抗接地,再作 1) 。 3) 数据输入。 4) 方案定义。 5) 数据检查。 6) 作业定义。 7) 执行计算。 8) 输出结果。 模型建立: 实验结果与分析: 通过 PSCAD 仿真所得结果为 1) 、三相短路(有接地电抗) 2)、三相短路(无接地电抗) 3)、单相接地短路(有接地电抗) 4)、单相接地短路(无接地电抗) 5)、
3、两相相间短路(有接地电抗) 6)、两相相间短路(无接地电抗) : 7)、两相接地短路(有接地电抗) : 8)、两相接地短路(无接地电抗) : 实验二 实验名称:电力系统故障分析 实验目的:1) 熟悉 PSCAD/EMTDC 的正确使用; 2) 掌握多节点电力系统的建模; 3) 掌握元件及不同线路模型参数的设置方法; 4) 掌握各种短路故障的建模。 仿真工具:PSCAD/EMTDC 一、故障模型建立 实验内容及步骤 如图 1 所示系统,利用 PSCAD/EMTDC 软件完成以下实验内容: (1)新建项目文件; (2)在新项目工作区进行系统建模:将 A、B、C、D 四个节点分别画在四个模块中,在每
4、 段线路中都加入三相故障模块; (3)用 500kv 典型参数设置电源和线路的参数(传输线采用 Bergeron 模型,每段线路长 度分别为 AB 段 300Km,BC 段 100Km,AD 段 100Km,DE 段 50Km) ; (4)双绕组变压器变比设置为 500kv/220kv,容量为 100MVA,一次测采用星型接法,二 次侧采用三角接;设置每个节点的三相电压和电流输出量; (5)设置输出量:将每一节点的三箱电压和电流分别输出显示在两个波形框中。 图 1 一次接线图 图 2 仿真模型 参数设置: 电压等级/KV 220 330 550 750 正序电感/mH 127.4 105.1
5、89.17 85.35 零序电感/mH 382.2 315.3 273.9 267.5 正序电阻 7.05 4.64 1.96 1.22 零序电阻 32.3 26.2 18.28 27.29 正序电容/uf 0.86 1.113 1.35 1.367 零序电容/uf 0.605 0.763 0.92 0.93 由公式 L XL= 和 1 C X C = 把电感、电容的参数值化为 PSCAD 中线路所要求的值。 转换过的 Manual Entry of Y Z 模型参数如下: 1、500KV 电压等级下的输电线路典型参数: 2、220 KV 电压等级下的输电线路典型参数: 实验结果: (1) 、
6、个点的电压 (2) 、各点的电流 二、故障仿真分析 实验内容及步骤: 利用建成的系统模型,完成以下实验内容: (故障开始时间均为 0.4,故障持续时间 1s) (1)在 AB 段任选一处设单相接地故障,在过渡电阻分别为 0、50、100和 200时, 仿真并记录故障点的三相电压电流波形; (2)在 AB 段首端 10km 处、AB 段 200km 处及 BC 段末端 10km 处分别设单相接地故障, 过度电阻分别为 0,仿真并记录故障点的三相电压电流波形; (3)同时在 AB 段、BC 段任选一处设相间接地短路,过渡电阻为 0,仿真并记录两个故 障点的三相电压电流波形; (4)同时在 AB 段
7、,AD 段任选一处设相间短路,等效过度电阻为 0,仿真并记录两个故 障点的三相电压电流波形; (5)在变压器出口处设三相短路,仿真并记录故障点三相电压电流波形。 实验仿真结果: 故障开始时刻:0.4s;故障持续时间:1.0s;仿真时间 1.6s。 1、单相接地故障发生在线路 AB 的中点: (1)过渡电阻为 0,点 A 处的电压、电流波形 (2)过渡电阻为 50,点 A 处的电压、电流波形 (3)过渡电阻为 100,点 A 处的电压、电流波形 (4)过渡电阻为 200,点 A 处的电压、电流波形 2、过渡电阻为 0 时,单相接地故障发生在不同位置: (1)距 AB 段首端 10km 处,点 A
8、 处的电压、电流波形 (2)距 AB 段首端 200km 处,点 A 处的电压、电流波形 (3)距 BC 段末端 10km 处,点 B 处的电压、电流波形 3、接地电阻为 0,三相接地故障发生在变压器出口处: 故障点的电压和电流波形 在仿真是所遇到的问题:在加入故障时,故障的接入点选取的不对,因此运行后不能 正常介入故障,造成仿真结果不正确。 实验三 实验名称:配电变压器的前沿分析 实验目的:熟悉 PSCAD 的安装、使用、破解方法,了解负载的有功功率、无功功率和频率、 电压的关系 仿真工具:PSCAD/EMTDC 实验模型: 实验参数:避雷器参数 Lead connection:0.48uh
9、 stray capacitance:0.1uf circuit to represent delay effect of transient impacting ZnO material:1.75uh 实验结果及分析 实验四实验名称:距离保护方案 实验目的:熟悉 PSCAD 的安装、使用、破解方法,了解负载的有功功率、无功功率和频率、 电压的关系 仿真工具:PSCAD/EMTDC 实验模型: 实验参数:保护 1 的频率:60hz 保护范围:90km 保护 2 的频率:60hz 保护范围:10km 定时故障检测器:运行时间 0.2s,检测时间 0.05s 实验结果: 实验分析:在 0.2s 时,当前电流为 3Ka,电压下降为 100KV