基于ETAP仿真软件的电力系统继电保护仿真分析
基于ETAP电力系统计算软件的同步电机变频起动仿真研究
基于 E T AP电 力 系 统 计 算 软 件 的 同步 电机 变 频 起 动 仿 真 研 究
常 志琴
( 北京 中恒博瑞数 字电力科技 有 限公 司 ,北 京 1 0 0 0 8 5 )
[ 摘要] 介绍 同步 电机 变频起 动的原理、方式和 效果,采用电力 系统仿真软件 E T A P对 同步 电机 变频起动 过程进行仿 真分析 ,结果表明变频起 动过程 平滑、起 动电流小,对电网冲击很 小。
1 . 2 变频 起动
变 频 起动 方 式是 利 用 晶 闸管 变 频 装 置产 生 从 零 到额 定 频 率值 的变频 电源 ,向 电机定 子 绕 组 输 入频 率 逐 渐 上 升 的 三 相交 流 电。这 种起 动 方 式能 使 同步 电机 平 滑 起 动 ,对 电 网几 乎 没有 冲击 。变频 起 动方 法有 异 步 起 动 和 同步 起 动 ,
( 1 ) 在铭 牌 页 ,指 定 电机 铭 牌 数 据 ( 额 定值) ,数 据 来 源 于 电机 基础 参 数 。 ( 2 ) 在堵 转 模 型 页 ,可 指 定 用 于 电机 起 动 的 堵 转 模 型
场和转子起动绕组 中感应 电流所产生 的异步 电磁转矩 ,电 机便能起动起来。待转速上升到接 近于同步转速时 ,将励 磁电流接人励磁绕组 ,使转子建立主磁场 ;这 时依靠定 、
不能 自行起动 ] 。为使同步电机起动起来,必须借助 于其
它方 法 。 目前 ,同 步 电机 常用 起 动 方法 有 异 步 起 动 和变 频
起动。
2 7 M W 空压机
1 . 1异 步用异 步 起 动 法 ,在 电 机 的 主极 极 靴 上 装设 笼 型起 动 绕组 ,该绕 组 类 似 于 感 应 电机 转 子 上 的
基于ETAP的电力推进系统仿真分析
基于ETAP的电力推进系统仿真分析柯常国;吴春吉;李莉红【摘要】本文以某船电力推进系统设计为具体实例,利用ETAP软件建立电力系统仿真分析模型,采用ETAP进行短路电流分析计算,通过短路电流计算结果进行断路器及脱扣器的配合整定,完成电力系统选择性保护与协调分析,最后通过谐波分析计算验证电力推进系统设计方案.【期刊名称】《船电技术》【年(卷),期】2016(036)002【总页数】5页(P71-74,77)【关键词】电力推进;仿真;短路电流;谐波分析【作者】柯常国;吴春吉;李莉红【作者单位】武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064;武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064;武汉船用电力推进装置研究所,武汉430064【正文语种】中文【中图分类】TM728在船舶电力系统中,由于系统容量有限,设备之间距离短,短路阻抗小,短路电流峰值很大,其值远远大于额定电流,过大的短路电流会使电气设备过热或受电动力作用而遭到损坏,同时使系统电压大大降低,破坏用电设备的正常工作,因此短路是船舶电力系统的严重故障。
为了消除或减轻短路的后果,设计时就需要计算出短路电流,用以正确选择电气设备,合理配置保护和自动装置[1]。
船舶电力推进系统中,变频器的广泛应用给船舶带来了便利的同时,也带来严重的谐波污染[2-3]。
本文结合某工程项目,采用ETAP对船舶电力推进系统进行建模仿真,实现电力推进系统的短路电流计算分析、谐波分析和选择性保护配合进行分析计算。
ETAP软件是美国OTI公司研发的全图形化的电力系统仿真分析、计算高级应用软件。
ETAP计算软件是包括电力系统设计和测试功能的综合分析工具。
ETAP软件中,是以工程来管理工作的。
在ETAP软件中,想要实现潮流分析、短路分析、继电保护配合、谐波分析等,都是以单线图为基础的[4-5]。
某船电力推进系统单线图见图1。
设置主发电机3台,在航行和作业时为全船供电。
主发电机额定功率为1450 kW,3台发电机可任意台数长期并联运行。
基于ETAP仿真软件和Excel电子表格的发电厂继电保护定值整定计算
基于ETAP仿真软件和Excel电子表格的发电厂继电保护定值整定计算摘要:继电保护整定计算是电力系统能够正常运行的重要保障,整定计算涉及的计算量很大,极大的占用了工程人员的时间,利用ETAP软件和Excel电子表格可使继电保护整定计算变的简便而富有效率,最大程度地降低了出错率,保证分析计算和继电保护整定的正确性。
关键词:ETAP软件 Excel电子表格继电保护整定计算Abstract: The relay protection setting calculation is the guarantee of the electrical power system normal run. The setting calcalation involves a large amount of calcualtion and take up a lot of time.The setting calculation change simple and efficient, reduce the error rate, ensure the correctnesss of analysis and calculation when we use ETAP software and Excel worksheet.Key words: ETAP software Excel worksheet Relay protection Setting calculation1.引言继电保护作为保障电网安全稳定运行的第一道防线,担负着保卫电网和设备安全的重要职责[1]。
作为电网安全生产体系中的重要环节,继电保护在电力安全生产中起着重要的作用,继电保护快速性、灵敏性、选择性、可靠性的体现在很大程度上取决于保护装置本身的可靠性及保护整定值设置的合理性[2-5]。
继电保护定值计算则是继电保护装置可靠运行的关键,而短路电流计算是电气保护定值计算中必须的进行计算分析工作。
基于ETAP软件的光伏电站潮流及短路分析
基于ETAP软件的光伏电站潮流及短路分析【摘要】本文对海外地区的某大型光伏电站在IEC标准下运用ETAP软件进行建模分析,计算了潮流结果,并根据当地电网的短路水平计算了短路电流结果。
本文利用软件计算结果对设备选型进行了验证,包括额定电流,短路电流水平等参数,最终确定了主要设备的电气参数方案。
【关键词】ETAP软件潮流分析光伏升压站引言随着国家一带一路建设的推进及新能源发电行业的蓬勃发展,越来越多的建设单位、设计院开始涉及海外地区的新能源电站建设。
在项目过程中,经常会遇到标准不一致,习惯有区别的问题。
目前国内潮流分析主要使用的是PSASP软件。
该软件自1973年开始开发,历史悠久,具有自主知识产权,在国内应用十分广泛,但是在国外接受度较低。
为了与国际接轨,本文运用在国外广泛使用的ETAP软件来进行光伏电站的潮流分析,内置IEC标准,更易让国外的业主单位,监理单位接受。
本文以非洲某地区60MW地面光伏电站为例,使用ETAP软件对其光伏厂区及升压站部分进行建模分析。
1 光伏电站基本情况该电站位于非洲东南部,设计交流装机容量60MW,不考虑扩建,以132kV接入当地枢纽变电站。
光伏厂区采用组串式逆变器,分区发电,集中并网方案,分为31个子区,每个子区交流装机容量2MW。
组件选用主流330W多晶硅,采用平单轴支架安装。
主要设备参数如下表所示。
表1 光伏区主要设备表装机容量60MW(交流)75MW (直流)组件330W多晶硅逆变器华为42kW组串式汇流箱4进1出交流式箱变2000kVA欧变发电子区接线图如下图所示:图1.1 发电子区接线图光伏发电子区就地经箱变升压至33kV后,每5至6个子区就近形成一条汇集线路,共6回汇集线路通过33kV电缆送至33/132kV升压站。
本工程升压站选用3台25MVA 33/132kV主变,33kV侧采用单母线分段接线,每段母线设置2回光伏集电线路进线,4MVAR 33kV直挂式动态无功补偿装置(SVG)。
中低压配网继电保护配置
3.2.3 参数计算及设置
①线路保护 (1)主保护——电流速断保护 按大于最大运行方式下线路末端母线 Bus7 三相短路时电流整定:
������������������������ = ���������������������������������(���3.���)��������������� = 1.3 × 1120 = 1456A
3.1.2 选择理由:
110KV 以下电压等级的电网,主要承担供配电任务,发生单相接地后为保 证继续供电,中性点采用非直接接地方式;为了便于几点保护的整定配合和运 行管理,正常时单侧电源供电的运行方式,其主保护一般由阶段式动作特性的 电流保护担任。
3.1.3 参数计算及设置
①线路保护 (1)电流速断保护 按大于最大运行方式下线路末端母线 Bus3 三相短路时电流整定:
3#变压器 35/10.5 29.5kw 6.75%
3.15MVA
4#变压器 35/10.5 37.29kw 7.47%
5MVA
由公式:
P
3I
2R
S2 U2
R
R
PU S2
2
Uk %=
3IX UN
SN X UN2
100
X Uk %U N 2 100SN
归算到高压侧:
R1
=1.79Ω,
X 1
=
������������������������ ������������������ ������������������
������������.������������������
=
1.2 × 1.5 0.85
×
35.4
=
电力系统仿真分析软件ETAP在专业课教学中的应用
一
、
高 校 电 力系统 专 业 课程 实验 现 状
高等 学 校课 程 主要 分 为理论 学 习和实 验 。 电力系 统专业
得知在 软件里必须填 入的数据有 高压侧额定 电压、 低 压侧 额定 电压 、 额定容量、 短路电压百分数 。
2 . 校 验 课 堂知 识
因为它 的抽象 性和学生将来 工作 岗位安 全要求高等特点 , 实验
运行方式下的实验结果 , 丰富实验课 内容, 使学生更加容易理解
电力系统运行方 式的含义和掌握任何选择运行方式的知识 。
4 . 进行 暂 态稳 定研 究
电力系统 暂态过程 是色极其 复杂的过程 , 手工分析需 要相
当扎实 的理论 基础 , 让 学生独立 来做 几乎不可能 。 有了成熟 的
随着 电力工业的发展, 单机容量和系统容量不 断增 大, 电网
结构 变得越 来越复 杂, 如果用人 工方法对 于庞大 电力系统网进 行分析与计算 将十分繁琐 , 甚至 是难 以实现 的。 但随 着计算 机 技 术的不 断进步, 使得这一切成为可能 。 电力系统分析软件 , 是
让学生掌握好知识 , 经济性相对来说排在后面。 在电力行业中, 电力院校 使用 商业软件进 行 电力系 统模 拟实验 相对来说 比较 晚。经过这 些年 的教学 实践 , 笔者 认为在电力高 校教学中使用 商业软件 ( 以E T A P 为例 ) 还是有一定 的优势。
etap仿真实验收获与体会
etap仿真实验收获与体会电力安全对我们从事电力行业工作者来说,是工作的重中之重。
为了确保安全有序用电,几经努力港电人规范了整个供用电网络,创造一个安全的用电环境。
在公司从事多年的电力工作,我最大的感受是,港电一线电力职工是一支能吃苦、讲奉献的队伍。
我们在工作付出的同时,应时时刻刻将安全牢记于心。
我们的生命安全,牵动着父母的心、牵动着儿女的心,更多的是维系幸福家庭的主心骨、顶梁柱。
通过网络、报纸等各种新闻媒体对全国电力、交通,煤炭等行业发生的安全事故报道的深入学习。
其根本原因在于有些干部职工对安全生产及现场安全管理不重视或存有认识误区。
要杜绝事故,就要牢记“安全第一,预防为主”的指导方针。
结合供用电安全工作实际情况,强化各级安全生产责任、提高职工安全意识和安全操作技能、执行落实好各项规章制度和消除思想认识上的误区是实现安全生产的有效办法。
从全国发生的各种事故分析来看,做好安全生产管理工作如履薄冰,需要谨小慎微,来不得半点疏忽和麻痹。
安全管理者或安全生产第一责任人先在思想上重视。
首先消除对安全设备和保全设施的认识误区。
随着科学技术的迅猛发展,施工现场安全设施和劳动保护用品也实现高科技自动化,并被广泛运用到生产中。
因此个别安全管理人员就出现盲目乐观思想,认为只要有了这些高科技装备,安全就有保障了,不会发生安全事故,工作中也就疏忽大意了,此种麻痹思想会埋下隐患,很可能导致事故的随时发生。
在电力施工过程,甲方、业主一味追求工期进度,没有投入时间,人力和精力来深入搞培训;还有很多新员工大多数是大中专毕业生,已在公司接受过培训部门的三级安全教育培训,于是就降低了日常的培训。
时间一长,由于没有很好的理论联系实际工作,安全意识就淡泊了。
加上领导重视培训力度不够或者流于形式,而事故恰恰最容易发生在对业务知识生疏、现场安全施工经验少的职工身上。
再者这些事故也反映出个别安全管理人员对安全管理存在着对上级怕承担责任,对下怕得罪人,工作时又怕吃苦受累,造成形式主义、好人主义、的局面,导致在执行和落实安全制度中出现管理真空现象。
基于ETAP仿真软件的继电保护校验
基于ETAP仿真软件的继电保护校验摘要:随着冶金企业生产规模的不断扩大,原有继电保护定值可能无法保证可靠性,需要进行校验,由此带来庞大的工作量,而借助工程软件可以极大提高整定效率和质量。
对具体工程实例进行继电保护定值计算和校验,并利用ETAP进行保护曲线配合分析。
实际运行效果表明,借助ETAP能快速准确地输出TCC曲线,定值及曲线,可以极大地提高校验效率和质量。
关键词:继电保护,ETAP,定值校验,保护配合1概述在冶金企业中,随着生产规模的扩大,供电系统短路容量、电源关系都发生了变化,有可能影响到原有继电保护定值的准确性。
为此,冶金企业需要对厂内变电所、发电站的电气设备及线路的继电保护定值校核,使其满足选择性、速动性、灵敏性及可靠性的要求。
ETAP软件是一款功能全面的电气分析计算软件,可以完成电气系统的建模、仿真计算以及结果分析等工作。
由于其简洁的建模方式、全面的数据集成、直观的结果展示以及丰富多样的输出报告等特点,ETAP软件广泛应用在工业企业电气系统建模仿真计算领域。
2计算模型2.1综保计算模型的选择针对电流速断、定时限过电流保护,国内外的综保厂家均采用“门槛”原则,动作原理是一致的。
因此不同模型的选用,对计算结果无影响。
可根据现场实际设置的保护功能,选择保护装置模型。
2.2异步电动机的启动曲线和过热曲线在电动机的启动瞬间,转子因惯性还未转动起来,旋转磁场以最大的切割速度(同步转速)切割转子绕组,使转子绕组感应起可能达到的最高的电动势,因而,在转子导体中流过很大的电流,这个电流产生抵消定子磁场的磁能。
定子为了维护与该时电源电压相适应的原有磁通,遂自动增加电流。
因为此时转子的电流很大,故定子电流也增得很大,甚至高达额定电流的4~7倍。
随着电动机转速增高,定子磁场切割转子导体的速度减小,转子导体中感应电动势减小,转子导体中的电流也减小,于是定子电流中用来抵消转子电流所产生的磁通影响的那部分电流也减小,所以定子电流就从大变到小,直到正常运行电流。
基于ETAP仿真软件的电力系统继电保护仿真分析
前言电力系统中的各种设备,由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作,或由于雷电、外力破坏等影响,可能发生故障和不正常运行情况。
电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除,或者发出各种信号。
电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高,各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。
现有的继电保护设备存在调试方法效率低,调试过程复杂,认为因素影响大,调试生产在同一场地完成设备,这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。
电力系统是一个系统工程,其自动化产品需经组屏使用,对整屏仅仅采用人工对线是不够的,为了提高整屏质量,要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验,相对于原来的调试方式,投资少,体积小,接线方式更改方便,并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要,为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。
继电保护随着电路系统的发展孕育而生,随着科技的发展,保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置,再到日前广泛应用的微机保护,新技术的应用在其中起到了积极的作用。
而目前电力系统的整定计算,多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线,工作耗时较长,效率较低。
ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件,该模块可有效应用于继电保护整定计算,方便校验,并且可以对任意支路生成时间电流曲线(TCC曲线),可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。
本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先利用ETAP进行建模,然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真,进行短路计算,获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
1.电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用输电线路、变压器、供电网络和用电设备组成了供用电系统。
ETAP软件实习报告
引言概述:
ETAP软件是一款专业的电力系统分析和设计软件,被广泛应用于电力工程行业。
本文结合实习经历,对ETAP软件进行了深入的研究和实践,包括软件功能介绍、主要应用领域、实习经验总结等内容。
通过该实习报告,旨在帮助读者更好地了解ETAP软件在电力系统分析和设计中的重要性和应用价值。
正文内容:
一.ETAP软件功能介绍
1.1电力系统建模和仿真功能
1.2电气网络分析和计算功能
1.3电气设备参数计算和优化功能
1.4电力负荷和功率流计算功能
1.5系统稳定性和短路计算功能
二.ETAP软件的主要应用领域
2.1电力系统规划与设计
2.2电力系统运行和维护
2.3电力系统故障分析和修复
2.4新能源接入与智能电网建设
2.5电力系统调度与能量管理
三.实习经验总结
3.1深入了解电力系统领域知识
3.2熟练掌握ETAP软件的使用技巧
3.3学会团队合作和沟通
3.4锻炼解决问题和应对挑战的能力
3.5培养了工程项目管理的能力
结论:
通过实习报告的编写,我在ETAP软件的研究和实践中深刻认识到其在电力系统分析和设计中的重要性和应用价值。
ETAP软件凭借其强大的功能和灵活的应用场景,已成为电力工程行业的重要工具。
在实习中,我通过深入了解电力系统领域知识、熟练掌握ETAP 软件的使用技巧、学会团队合作和沟通等方面获得了极大的提升。
实习还培养了我解决问题和应对挑战的能力,以及工程项目管理的技能。
在未来的工作中,我会继续加强对ETAP软件的学习和运用,为电力系统的分析和设计提供更好的技术支持。
ETAP软件实习让我受益匪浅,对我的职业发展将产生重要影响。
仿真软件在“电力系统继电保护”课程教学中的应用研究
仿真软件在“电力系统继电保护”课程教学中的应用研究【摘要】“电力系统继电保护”是一门难度较大的电气工程类专业课程。
为改善课程教学效果,常应用emtp和matlab软件进行保护方案设计、验证与仿真。
然而在实际教学过程中发现,学生使用仿真软件会出现仿真结果出错的问题。
以“电力系统继电保护”课程教学为研究对象,重点分析了emtp和matlab在课程教学中特点、不恰当使用带来的主要问题、以及提出了针对性的解决方法。
【关键词】仿真软件;emtp;matlab;教学研究【中图分类号】g644 【文献标识码】a 【文章编号】2095-3089(2013)25-00-011 仿真软件的选择目前,在输电线路仿真研究中主要应用软件有emtp和matlab两种。
下面将分别对着两种仿真软件的特点进行简单的介绍。
emtp(electromagnetic transients program)即电磁暂态分析程序,主要用于计算机模拟电力系统电磁暂态过程,程序可以求解包括集中参数的线性和非线性电阻、电感、电容电路,多相π型电路,多相分布参数电路,各种类型的开关、变压器、电源以及控制系统等组成的大型电力系统的稳态或暂态过程。
emtp程序具有规模大、功能强、模拟真实等优点,目前在我国高等学校、科研、设计和制造等部门都得到了广泛的应用,并在一些国家级重点项目的研究中都已使用emtp程序。
matlab(matrix laboratory,矩阵实验室)是适合多学科、多种工作平台的功能强劲的大型软件,并且是目前国际上最流行的软件之一。
matlab被广泛地应用于系统控制、数据分析、信号处理、通信系统、金融系统、工程数学、土木工程、图形可视化等领域。
功能强劲的工具箱是matlab的一重大特色。
matlab包含两部分:核心部分和各种可选的工具箱。
核心部分中有数百个核心内部函数,而工具箱又可分为两类:功能性工具箱和学科性工具箱。
功能性工具箱主要用来扩充其符号计算功能、图形建模仿真功能、文字处理功能以及与硬件实时交换功能。
基于ETAP的电力系统电能质量问题研究与分析
随着经 济社会 的发 展 , 工业 部 门 和交 通 部 门 等 电力 系统重要 用户 对 调 速控 制 、 能减 排 等 方 面 的 节
中, 造成 了 电力系 统谐 波含 量 高 、 电压 闪 变与 骤 降 、 三相不平 衡 等电能 质量 问题 逐 渐 明显 . 其是 诸 如 尤
高速重 载 电气 化铁道 等大容量 调速 负荷 随着容 量的 增 大 , 须接入 至地 区主网架 时 , 必 这些 电能 质量 问题
第2 5卷第 1期
21 0 0年 3月
电 力 科 学 与 技 术 学 报
J OURNAL OF ECTRI P EL C OW ER CI S ENC AND E TECHNOLOGY
Vo . 5 N0 1 基于 E A T P的电力 系统 电能 质量 问题 研 究 与分 析
d s o to ih c u e y h g — r e a m o isa d i t r h r n c ,v l g i s wh c o t i ~ it r i n wh c a s d b i h o d r h r n c n n e — a mo is o t ed p i h c n rb a u e o lc fp s i e p we ,l a l w n a a c ih a c i e t h e h s n a a c q i — t d t a k o a sv o r o d fo u b l n e wh c s rb o t r e p a e u b l n e e u p
me t n O n,t s a e s gg s s o e s u i n n s a d S o hi p p r u e t s m ol to me h s wh c b s d o ETAP un to t od i h a e n f cin
基于ETAP软件的电力系统潮流仿真分析
1 建 立 系 统 仿 真 模 型
在 利用 E TAP软 件进行 暂 态仿 真分 析之 前 , 首先 要建 立 系统仿 真 模 型 。E T AP软件 提 供 了 电力 系统 仿
真 通用 的元 件 , 包括 发 电机 、 变压 器 、 电力 线路 、 等效 负 荷 、 继 电器 、 开 关 器件 等 , 建 模 时 只 需通 过 点 击 和拖 放 界 面 内 的元 件 即可建 立 用户 所需 要 的 电力 系 统仿 真模 型 , 并 利 用元件 的对话框 设 置相 关参 数 , 系统 的仿 真模
朱 慧
( 青 岛科技 大 学 ,山 东 青 岛 2 6 6 0 4 2 ) 摘要 : 针对 电力 系统运 行 中 出现 的母 线 电压 偏 高或 偏 低 等 问题 , 本 文 采 用 典 型 的 3机 9 节 点 电力 系统 , 建 立 了系统 仿真 模 型 , 并从 理 论上 对影 响 系统母 线 电压 大小 和相 角 的因素 进 行 分析 , 找 出调 节母线 电压 的方 法 , 同时 运用 E TAP仿 真 软 件 对 以上 分析 结 果 进 行 仿
计、 分析、 计算、 运行 和模 拟提 供全 面的分 析平 台与 解决 方 案 , 并 可提 供更 为 方 便 的建 模 方 法 和分 析 算 法 , 而 且 在利 用 E T AP软件 进行 仿 真分析 时 , 只需 点 击 相 应 的功 能 模 块 按钮 , 并 进 行 合 理 的参 数 设 置 即 可获 得 分
真验证 。仿 真 结果 表 明 , 有 功功 率 主要影 响 电 压 的相 位 , 无 功 功 率 主要 影 响 电压 的大 小 , 因此 可通 过改 变无 功功 率 的分 布及 改变 变压 器 变 比的方 法 调 节母 线 电压 , 从 而 改 善母 线 的 电压质 量 。该研 究为 电力 系统 的设 计 和运 行等 提供 了理 论依 据 。 关键 词 : E T AP;调节 母线 电压 ;电压 质 量
基于ETAP的电气设计仿真实验
基于ETAP的电气设计仿真实验作者:徐华娟毛玲陈杰来源:《科教导刊·电子版》2016年第05期摘要根据背景资料,设计电气主接线结构,计算负荷容量并选择变压器,利用ETAP软件进行仿真,设置元件参数,分析实验结果。
通过电气设计仿真实验,复杂、抽象的理论问题变得直观化、形象化,同时学生也能够掌握数据计算,查表以及软件应用的方法,从而锻炼了他们分析问题和解决问题的能力。
关键词电气设计仿真实验 ETAP 电力工程基础中图分类号:TM623 文献标识码:A电力工程基础课是电力系统方面的一门基础性课程,这门课是实践性较强的专业课。
进行实物模拟实验是很困难的,因为电力系统设备危险性较高,相关设备比较昂贵,因此利用电力系统仿真软件进行实验成为电力工程基础课程传统教学方法的一种重要补充。
ETAP软件是用于发电、配电和电力系统设计的专业商用软件,利用该软件进行实验能够满足教学要求,学生还可以通过该平台,探索更多的电力系统知识和应用技术。
本文以某电气设计题为例具体讲述了如何根据背景资料应用电力系统知识分析并进行仿真实验。
1基础资料1.1负荷情况本工厂共设6个车间变电所,各车间负荷(380V侧)统计资料见表1。
1.2电源情况工厂东北侧8km处有一地区变电所,使用35kV电压以一回架空线向工厂供电,35kV侧系统三相短路容量为1000MVA,单相短路容量为800MVA。
架空线使用型号为LGJ-120的钢芯铝绞线,然后通过总降压变电所变压器输送到工厂10kV母线上。
2电气主接线图设计及变压器容量选择分析背景资料可知,本厂由35kV电源供电,经过型号为LGJ-120的钢芯铝绞线,然后通过变压器连接到10kV母线,10kV母线上连接有6个负荷,画出主接线图,见图1。
负荷计算及变压器容量选择。
以第一车间为例进行负荷计算,第一车间的视在计算负荷为查教材《电力工程基础》附录表A-1,选择型号为S9—500/10型、电压为10/0.4、Yyn0联结的变压器,其技术数据如下: P0=0.96kW, Pk=5.1kW,I0%=1.0,Uk%=4,变压器的负荷率 =420/500=0.84,则变压器的功率损耗为依次类推,将工厂各车间负荷的结果汇总于表2。
电力系统计算与仿真分析 第八章 基于ETAP的电力系统仿真分析
二、ETAP工作环境
工程工具栏 (Project Toolbar)
系统工具栏( System Toolbar)
模式工具栏(Mode Toolbar)
主题工具栏(Theme Toolbar)
工具栏的具体操作命令请参考教材
三、系统建模
E TA P 提 供 了 一 种 完 全 图 形 化 的 用 户 界 面 ( G r a p h i c a l U s e r Interface,GUI),用于构建单线图。
单击桌面上的“ETAP”图标,打开 ETAP软件,图中显示“启动菜单栏”。 打开【File】下拉菜单,单击“New Project”,即可开始一个新工程。将会打开生成新工 程文件对话框。
三、系统建模
编辑单线图
生成一个名 为“ Project1 ” 的单线图,用户 可以开始向其中 添加设备或是开 始编辑单线图。 当生成一个新工 程后,打开了 ETAP 软件的编辑 模式。
三、系统建模
编辑单线图
2.打开工程 可以通过单击【File】菜 单中“Open Project”, 打开一个现有的工程文件。
3.元件的连接 在新建工程文件中添加 设备,然后连接元件。
三、系统建模
编辑单线图
4.自动连接 在“编辑”模式“添加自动连接”工具。 该工具提供功能:自动选择
可用的连接端子;将选定设备自动连接到最接近的突出显示的设备;从新放 置的元设备中自动选择可用的连接端子;自动提供连接其他元件的连接线; 自动断开和重新连接元件之间的现有连接线。
ETAP允许用户直接利用图形化的单线图和地下电缆管道系统进行运算操作,其程 序在概念设计上有如下三大主要特点:
(1)虚拟现实操作 (2)数据的全面集成 (3)简明数据录入
基于ETAP的电力系统电能质量问题研究与分析
基于ETAP的电力系统电能质量问题研究与分析作者:刘可薛俊茹翟潜河来源:《科技资讯》2015年第28期摘要:电力市场环境下,电能质量关系着社会方方面面的发展建设,对社会发展起着重要作用,是电力企业面临的亟待解决的重要项目。
针对于电力系统电能质量问题,ETAP系统对于其问题的解决起到了重要作用。
通过多年来的应用实践表明,其软件系统在谐波仿真方面,对谐波谐振等方面问题的处理起到了良好的改善作用,在电能质量问题的分析处理上切实可行,未来其软件在电力系统中的应用前景得到了充分验证,以其精准的计算方法,方便快捷的模型,可视化的数据操作为电能质量的分析管理提供了强有力的参考依据。
关键词:ETAP;电力系统;电能质量中图分类号:TM71 文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2015)10(a)-0000-00前言:伴随经济的发展,对于电能需求量巨大的相关部门为了进行节能减排,增加了大容量三相不平衡设备的应用,使得各种电能质量问题层出不穷,往往造成区域性的事故隐患。
现在针对电能质量问题的分析,逐渐开始引入ETAP,使其逐渐发挥出分析、计算、调控管理的优势。
一、ETAP概述ETAP是一种应用在电力系统领域的软件系统,由美国OTI集团公司开发,是电力电气分析、电能管理的综合分析软件系统的简称。
具有功能全面,综合性能强大的特点,能够为电力系统的规划设计等多方面提供全面分析和解决方案,保证了高品质的电能质量。
该软件系统具有三大设计理念,即系统能够在虚拟环境下模拟现实进行操作,全面集成数据库,数据操作过程是真实可见的。
其数据库是三维形式的,显得更为立体直观,将元件设备与其物理属性归于一个数据维度之中,作为工程电气的参数,这些数据以简单直观的图形形式显示出来,实现可视化的数据操作,并能确定出复合式的保护嵌套网络[1]。
二、ETAP软件系统介绍(一)不平衡潮流模块该模块主要是对分支电流与功率因数,功率潮流与母线电压的计算,在平衡节点等状态下,实现对环形与放射型系统的操作,计算效果由电流注入方法来保持,充分体现出在大负荷环境下具有的收敛特性。
基于etap仿真软件的电力系统继电保护仿真分析
前言电力系统中的各种设备,由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作,或由于雷电、外力破坏等影响,可能发生故障和不正常运行情况。
电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除,或者发出各种信号。
电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高,各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。
现有的继电保护设备存在调试方法效率低,调试过程复杂,认为因素影响大,调试生产在同一场地完成设备,这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。
电力系统是一个系统工程,其自动化产品需经组屏使用,对整屏仅仅采用人工对线是不够的,为了提高整屏质量,要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验,相对于原来的调试方式,投资少,体积小,接线方式更改方便,并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要,为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。
继电保护随着电路系统的发展孕育而生,随着科技的发展,保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置,再到日前广泛应用的微机保护,新技术的应用在其中起到了积极的作用。
而目前电力系统的整定计算,多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线,工作耗时较长,效率较低。
ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件,该模块可有效应用于继电保护整定计算,方便校验,并且可以对任意支路生成时间电流曲线(TCC曲线),可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。
本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先利用ETAP进行建模,然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真,进行短路计算,获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
11.电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用输电线路、变压器、供电网络和用电设备组成了供用电系统。
ETAP仿真软件在“电力系统分析”教学中的应用word资料5页
ETAP仿真软件在“电力系统分析”教学中的应用一、ETAP仿真软件介绍ETAP软件还具有强大的计算分析和设计功能,可以进行潮流计算、短路计算、继电保护配合、谐波分析、暂态分析、电机起动分析、接地网设计和低压配电系统的设计等。
ETAP软件可以将分析结果以直接显示、文本报告的形式、曲线的形式等多种形式直观地输出。
[3]因此,ETAP仿真软件其良好的人机界面、强大的计算分析和设计功能、直观简单的电气操作等优点在我国电力系统行业中得到广泛应用。
特别是近年来,随着我国电力系统事业的发展,电力系统的容量及单机容量越大,电力系统的结构越来越复杂,学习、掌握优秀的电力系统仿真软件ETAP,将对电力系统规划、分析与实时监控等有很大的帮助。
[4]一些高校为了学生更加系统、深入地学习电力系统分析课程,以及在毕业后能尽快地适应工作需要,引入了ETAP仿真软件。
二、ETAP软件仿真与课堂授课的结合在引进ETAP软件之后,结合多年的课堂教学经验,对“电力系统分析”课程中的若干关键知识点和难点进行了仿真教学案例设计,并应用于课堂教学。
电力系统的电压调节方法是“电力系统分析”课程的重要内容,下面就以这部分内容为例,讲解ETAP软件仿真与课堂授课的结合。
1.理论分析在图1所示的电力系统中,分别采用改变变压器变比、改变无功功率分布的方法调节母线3的电压。
画出系统的等值电路,如图2所示。
等值电路中,变压器的励磁支路和电缆线路的导纳支路都略去。
变压器归算到低压侧的阻抗为ZT,线路的阻抗为Zl。
按照“电力系统分析”课程中变压器等值电路与参数计算的理论分析,参数计算如下:,,通过以上两式计算得到:。
电缆阻抗参数为。
变压器和线路的总阻抗为,系统中的负荷。
母线1的电压为35kV,且保持不变,则理想变压器二次绕组的电压为11kV,线路和变压器阻抗上的压降,母线3的电压,以百分数形式表示。
[5]通过以上公式推导、计算,求得母线3的电压为95.8%。
研究电力系统动态仿真中的继电保护建模
研究电力系统动态仿真中的继电保护建模电力系统发展迅速,同时也面临着很多问题。
针对目前电力系统普遍缺少对继电保护模型的系统化建模以及准确描述继电保护器件的动态特征等问题,本文通过分析电力系统动态仿真中继电保护模型的现状,对继电保护模型的建模方法进行综合分析,在虚拟继电器的基础上进而提出继电保护模型的建模方法。
文中系统地介绍了逻辑层次清晰的建模方法,并且有效实现了电力系统中的继电保护模型的动态仿真模拟,以期为相关继电保护领域提供可参考的资料。
【关键】电力系统;动态仿真;继电保护;建模方法1、引言电力系统运行过程的稳定,直接关系到社会经济发展以及居民生活的用电需求,而继电保护装置作为电力系统中最关键的组成之一,其安全稳定运行能够避免发生大规模的电力故障。
继电保护装置,不仅能快速分析排除发生故障的器件,还能维护电力系统的稳定运行。
但是,目前对于继电保护装置的系统化研究缺少相应的分析工具,进而导致无法描述继电保护装置在发生电力系统故障时起到的真实作用以及其动态行为对于电力系统的稳定运行的影响。
因此,建立电力系统动态仿真中的继电保护模型来真实描述其作用,这对于提高电网的稳定性具有非常重要的作用。
本文在虚拟继电器的基础上,研究了电力系统中动态仿真中的继电保护模型,并提出了一种逻辑层次分明、逻辑清晰的建模方法,对继电保护器件进行分层次的建模,有效的降低了继电保护模型的建立的复杂性。
另外,该建模方法还能降电网故障时的动态特征真实系统地反映,对维护电力系统的稳定性研究起到重要的作用。
2、电力系统仿真程序中继电保护模型的发展现状对于动态仿真中的继电保护模型,并未完全应用于电力系统,部分电力系统仍然依据设定的时间来对开关进行控制实现对电网的保护作用,而少部分电力系统仿真程序提供了简单的模型,进而对电力系统进行简单的保护功能。
目前,电力系统仿真程序软件中主要包含PSASP、BPA、PSS/E、NETOMAC以及EUROSTAG等,各仿真软件发展状况不同,具体现状如表1所示。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
前言电力系统中的各种设备,由于内部绝缘的老化、损坏或遇有操作人员的无操作,或由于雷电、外力破坏等影响,可能发生故障和不正常运行情况。
电力系统继电保护的任务就是自动、迅速、有选择性的将系统中的故障切除,或者发出各种信号。
电力系统对继电保护设备的技术指标和产品质量的要求已越来越高,各种科研单位和制造厂商在科研上的投入也越来越多。
现有的继电保护设备存在调试方法效率低,调试过程复杂,认为因素影响大,调试生产在同一场地完成设备,这造成了继电保护设备难于批量生产、调试。
电力系统是一个系统工程,其自动化产品需经组屏使用,对整屏仅仅采用人工对线是不够的,为了提高整屏质量,要求所有整屏在出厂前完成在运行环境下的各种实验,相对于原来的调试方式,投资少,体积小,接线方式更改方便,并能方便操作的实用化仿真系统显得非常重要,为此目的而使用继电保护仿真技术组成的系统称谓继电保护仿真测试系统。
继电保护随着电路系统的发展孕育而生,随着科技的发展,保护装置从最初的熔断器发展到晶体管继电保护装置,再到日前广泛应用的微机保护,新技术的应用在其中起到了积极的作用。
而目前电力系统的整定计算,多数设计及校验人员仍然完全靠手工计算及整定并手工绘制TCC曲线,工作耗时较长,效率较低。
ETAP软件]1[的继电保护配合模块是国际主流的继电保护配合仿真软件,该模块可有效应用于继电保护整定计算,方便校验,并且可以对任意支路生成时间电流曲线(TCC曲线),可以仿真任意点故障时继电器的动作顺序和动作时间。
本文利用ETAP软件对电力系统的继电保护设备配合进行仿真,首先利用ETAP进行建模,然后利用ETAP实现电力系统输电线路的故障仿真,进行短路计算,获取继电保护整定所需要的数据,然后选取合适的保护方案,最后利用ETAP 软件进行继电保护仿真,校验方案的可行性。
11.电力系统继电保护概述1.1电力系统继电保护的作用输电线路、变压器、供电网络和用电设备组成了供用电系统。
在运行过程中,供用电系统可能出现故障和不正常运行状态,最常见的故障是各种类型的短路,如三相短路、两相短路、两相接地短路、单项接地短路以及变压器、电机绕组的匝间短路等。
发生故障的原因多种多样,主要有雷击、倒塔、鸟兽跨接电气设备;设备设计、制造缺陷;安装、调试、运行、维护不当,误操作等。
发生故障后,电流会突然增大,电压大幅度降低,会造成以下后果:(1)故障点通过很大的短路电流,引发电弧,使电气设备烧坏,通过短路电流的无故障设备,在发热和电动力作用下损坏或降低使用寿命。
(2)系统电压大幅度下降,用户的正常工作遭到破坏,甚至损坏用电设备,影响产品质量。
(3)破坏电力系统运行的稳定性,引起系统振荡甚至使整个电力系统瓦解,导致大面积停电。
1.1.1继电保护的基本任务电力系统继电保护]2[装置是指能反映电力系统中电气元件发生故障或不正常运行状态而动作于断路器跳闸或发出信号的一种自动装置,继电保护装置的基本任务是:(1)当电力系统中某电气元件发生故障时,能自动,迅速,有选择的将故障元件从电力系统中切除,避免故障元件继续遭到破坏,使非故障元件迅速的恢复正常运行。
(2)当系统中电气元件出现不正常运行状态时,能及时反映并根据运行维护的条件发出信号或跳闸。
原则上说:只要找出正常运行与故障时系统中电气量或非电气量的变化特征,即可形成某种判据,从而构成某种原理的保护,且差别越明显,保护性能越好。
1.2电力系统继电保护技术与继电保护装置1.2.1统继电保护技术要求(1)起动失灵的保护为线路、过电压和远方跳闸、母线、短引线、变压器(高抗)的电气量保护。
(2)断路器失灵保护的动作原则为:瞬时分相重跳本断路器的两个跳闸线圈;经延时三相跳相邻断路器的两个跳闸线圈和相关断路器(起动两套远方跳闸或母差、变压器保护),并闭锁重合闸。
(3)失灵保护应采用分相和三相起动回路,起动回路为瞬时复归的保护出口接点(包括与本断路器有关的所有电气量保护接点)。
(4)断路器失灵保护应经电流元件控制实现单相和三相跳闸,判别元件的动作时间和返回时间均不应大于20ms。
(5)重合闸仅装于与线路相联的两台断路器保护屏(柜)内,且能方便地整定为一台断路器先重合,另一台断路器待第一台断路器重合成功后再重合。
(6)断路器重合闸装置起动后应能延时自动复归,在此时间内断路器保护应沟通本断路器的三跳回路,不应增加任何外回路。
(7)闭锁重合闸的保护为变压器、失灵、母线、远方跳闸、高抗、短引线保护。
(8)短引线保护可采用和电流过流保护方式,也可采用差动电流保护方式。
(9)短引线保护在系统稳态和暂态引起谐波分量和直流分量影响下不应误动作(10)短引线保护的线路或变压器隔离刀闸辅助接点开入量不应因高压开关场强电磁干扰而丢失信号。
对隔离刀闸辅助接点的通断应有监视指示。
1.2.2继电保护装置的组成无论按什么原因构成继电保护,其装置结构都由三个部分组成,即测量比较部分、逻辑判断部分和执行部分。
1.2.3继电保护装置的分类按保护所起的作用分类可分为:主保护,后备保护,辅助保护等。
主保护是指满足系统稳定和设备安全要求,能以最快速度有选择地切除被保护元件故障的保护。
后备保护是指当主保护或断路器据动时用来切除故障的保护。
辅助保护是为了补充主保护和后备保护的性能的简单保护。
31.3继电保护的基本要求根据继电保护]3[的任务,对动作于跳闸的继电保护要求其具有选择性、速动性、灵敏性和可靠性。
这些要求是相辅相成,相互制约的,需要根据具体的使用环境进行协调保证。
⑴选择性:系统中发生故障时,保护装置应有选择地切除故障部分,非故障部分继续运行;⑵快速性“短路时,快速切除故障这样可以a.缩小故障范围,减少短路电流引起的破坏;b.减少对用记的影响;c.提高系统的稳定性;⑶灵敏性:指继电保护装置对保护设备可能发生的故障和正常运行的情况,能够灵敏的感受和灵敏地作,保护装置的灵敏性以灵敏系数衡量。
⑷可靠性:对各种故障和不正常的运方式,应保证可靠动作,不误动也不拒动,即有足够的可靠。
以上对继电保护装置的四个基本要求是分析研究继电保护性能的基础,他们之间紧密相连,互相之间既有矛盾,又可以在一定条件下统一。
1.4电力系统继电保护技术发展现状]4[电力系统的飞速发展对继电保护技术不断提出新的要求,电子技术、计算机技术与通信技术的飞速发展不断地注入新的活力,我国的继电保护技术在60余年的时间里完成了发展的4个阶段。
建国后,我国继电保护学科、继电保护设计、继电器制造工业和继电保护技术队伍从无到有,在大约10年的时间里走过了先进国家半个世纪走过的道路。
50年代,我国工程技术人员创造性的吸收、消化、掌握了国外先进的继电保护性能和运行技术,建成了一只具有深厚继电保护理论造诣和丰富运行经验的继电保护技术队伍,对全国继电保护技术队伍的建立和成长起了指导作用。
在60年代中期我国已经建成了继电保护研究、设计、制造、运行和教学的完成体系,这是机电式继电保护繁荣的年代,为我国继电保护技术的发展奠定来了坚实基础。
自50年代末期,晶体管继电保护技术已经开始研究,60年代中期到80年代中期时晶体管继电保护技术蓬勃发展和广泛应用的时代。
尤其是天津大学与南京电力自动化设备厂合作研究的50KV晶体管方向高频闭锁距离保护,运行于葛洲坝500KV线路上,结束了500KV线路保护完全依靠从外国进口的历史。
我国从70年代末期即已经开始了计算机继电保护技术的研究。
华中理工大学、西安交通大学、天津大学、华北电力大学以及南京电力自动化研究院等都开始相继研制了不同原理、不同型式的微机保护装置。
随着继电保护装置的研究,在微机保护软件、算法等方面也取得了很多理论成果,可以说,从90年代开始我国继电保护技术已经进入到了微机保护的时代。
1.5电力系统继电保护技术发展前景随着电力系统的飞速发展和电子技术、计算机技术、通信技术的进步,继电保护技术有了长足的发展。
当前国内外继电保护技术发展的趋势为计算机化,网络化,保护、控制、测量、数据通信一体化和人工智能化。
1.计算机化随着计算机硬件的迅猛发展,微机保护硬件也在不断地发展。
电力系统对微机保护的要求除了保护的基本功能外,还要求具有大容量故障信息和数据的长期存放空间,快速的数据处理功能,强大的通信能力,与其他保护、控制装置和调动联网共享全系统数据、信息和网络的能力。
在计算机保护发展的早期,曾试想过用一台小型计算机作为继电保护装置,但由于当时小型机体积大、成本高、可靠性差,这个设想是不现实的。
现在,同微机保护装置大小相似的工控机的功能、速度和存储容量都大大超过了当年的小型机,用成套工控机作为继电保护的时机已经成熟,这将是微机保护的发展方向之一。
2.网络化计算机网络作为信息和数据通信工具已经成为信息时代的技术支柱,使人类生产和社会生活的面貌发生了根本变化。
他深刻影响着各个工业领域,也为各个工业领域提供了强有力的通信手段。
到目前为止,除了差动保护和纵联保护外,继电保护的作用也只限于切除故障元件,缩小事故影响范围。
这主要是由于缺乏强有力的数据通信手段。
国外早已提出过系统保护的概念,这在当时主要指安全自动装置。
因为继电保护的作用不只限于切除故障元件和限制事故影响范围,还要保证全系统的安全稳定运行。
这就要求每个保护单元与重合闸5装置在分析这些信息和数据的基础上协调动作,确保系统的安全稳定运行。
显然,实现这种系统保护的基本条件是将全系统各主要设备的保护装置用计算机网络连接起来,亦即实现微机保护装置的网络化。
根据上述可知,微机保护装置网络化可大大提高保护性能和可靠性,这是微机保护发展的趋势。
3.保护、控制、测量、数据通信一体化在实现继电保护的计算个机化和网络化的条件下,保护装置实际上就是一台高性能、多功能的计算机,是整个电力系统计算机网络上的一个智能终端。
它可从网上获取电力系统运行和故障的人意信息和数据,也可以将它获得的被保护元件的任何信息和数据传送给网络控制中心或者任一终端。
因此,每个微机保护装置不但可以完成继电保护功能,而且在无故障正常运行情况下还可以完成测量、控制、数据通信功能,亦即实现保护、控制、测量、数据通信一体化。
4.智能化近年来,人工智能技术如神经网络、遗传算法、进化规划、模糊逻辑等在电力系统各个领域都得到了应用,在继电保护领域应用的研究也已经开始。
例如在输电线路两侧系统电势角度摆开情况下发生经过渡电阻的短路,距离保护很难正确判断故障位置,从而造成误动或者拒动。
而如果用神经网络方法,经过大量故障样本的训练,只要样本集中充分考虑了各种情况,则在发生任何故障都可正确判断。
其他如遗传算法、进化规划等也都有其独特的求解复杂问题的能力。
可以预见,人工智能技术在继电保护领域必会得到应用,以解决用常规方法难以解决的问题。