电力系统暂态稳定分析实验

电力系统暂态稳定分析实验
姓名：辛晓峰
学号：08291089
老师：夏明超
实验3 暂态稳定分析实验
一、实验目的
①进一步认识电力系统暂态失稳过程，学会绘制摇摆曲线；
②掌握影响电力系统暂态稳定的因素，掌握故障切除时间（角）对电力系统暂态稳定的
影响；
③掌握提高电力系统暂态稳定的方法。

二、实验内容
①电力系统暂态失稳实验；
②故障类型对电力系统暂态稳定的影响；
③电力系统暂态稳定的影响因素实验。

三、实验使用工程文件及参数
①工程文件名：暂态稳定分析实验，输入参数（如图15-6）：
G1：300+j180MVA（PQ节点）
变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/242KV，Uk％=14.3％，Pk=230KW，P0=150KW，I0/In=1％；变压器B2：Sn=360MVA，变比=220/18KV，Uk％=10.5％，Pk=128KW，P0=40.5KW，I0/In=3.5％；固定频率电源S：Un=18 KV（平衡节点）；
线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.02Ω/km，电抗：0.3256Ω/km，电纳：2.74×10-6S/km。

四、实验方法和步骤
①电力系统暂态失稳实验
打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件。

该工程中有一个双回线网络，并带有一个故障点，模拟电力系统发生故障后的暂态失稳现象。

网络结构图如图15-6所示，输入给定参数，完成实验系统建立。

图15-6 带故障点双回路网络结构图
运行仿真，在输出图页上观察故障前系统稳定运行时的电压、电流波形，以及在发生故障后，系统失稳状态的电压、电流波形，并将电压电流波形记录到图15-7和图15-8(仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：0.5秒；故障距离：50％；故障类型：三相短路)。

故障前
故障后
②故障类型对电力系统暂态稳定的影响
实验模型①中，在故障点设置不同类型短路，按表15-6运行仿真，观察结果，记录波形。

(故障跳闸：仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：0.5秒；故障距离：50％；断路器第一次动作时间（分闸）：5.5秒；
故障不跳闸：仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：10秒；故障距离：50％；)
表15-6 不同类型故障对暂态稳态的影响
（故障前/故障时/故障后电压电流输出波形、发电机输出功率波形）
单相短路不跳闸
两相短路跳闸
两相短路不跳闸
两相接地短路跳闸
AB 相接地短路不跳闸
三相短路跳闸
三相短路不跳闸
③电力系统暂态稳定的影响因素实验
打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件，该工程中有一个双回线网络，并带有一个故障点，网络结构图如图15-9所示，输入给定参数，完成实验系统建立。

将发电机的有功功率P设置为0，调整发电机电压为18KV，仿真时间为15秒，故障时刻为第5秒，故障持
续时间为0.5秒，故障距离为50％。

图15-9 双回路带故障的结构图
a 运行仿真，在监控图页上不断改变发电机的输出功率，通过短路故障来得出暂态稳定极限功率。

分别进行以下类型的故障：单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路，分别求出相应的暂态稳定极限。

b 将故障持续时间改为1.0秒，重复a的实验内容，并求出各种故障条件下的暂态稳定极限。

c 将故障地点改为线路末端，重复a的实验内容，并求出各种故障条件下的暂态稳定极限。

d 将发电机P为0时的发电机电压调整成17.2KV，重复a的实验内容，并求出各种故障条件下的暂态稳定极限。

将以上实验a、b、c、d所得的暂态稳定极限填入表15-7中。

表15-7 暂态稳态极限值记录表
五、思考题
①什么叫电力系统暂态稳定？暂态稳定极限和哪些因素有关？
答：电力系统暂态稳定性，指的是电力系统在某一运行状态下受到某种较大的干扰后，能够过渡到一个新的稳定运行状态或恢复到原来运行状态的能力。

暂态稳定极限与发电机传输的有功功率，故障时的功率以及故障切除后的功率有关。

②用实验结果说明故障切除时间（角）对系统暂态稳定性的影响。

答：实验结果说明只要故障切除角小于极限切除角，系统总是稳定的，而故障切除叫对应故障切除时间，所以只要在极限故障切除时间内切除故障即可保证系统稳定。