电力系统分析实验报告金科

电力系统分析^p 实验报告金科
（理工类）
课程名称：
专业班级：
学生学号：
学生：
所属院部：
指导教师：
20 13 ——20 14 学年第二学期
金陵科技学院教务处制
实验一电力系统分析^p 计算
实验项目名称：电力系统分析^p 计算实验学时：
2
同组学生：
实验地点： C208
实验日期： 20__ 6 23 实验成绩：
批改教师：
静批改时间：
实验目的掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法.
通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模型。

掌握多级电力网络的等值电路计算方法。

理解有名制和标幺制。

实验容
1．电力线路建模
有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为
15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。

试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，20__km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。

2．多级电力网络的等值电路计算
部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。

线路
额定电压
电阻
(欧/km)
电抗
(欧/km)
电纳
(S/km)
线路长度
（km)
L1（架空线）
220kv
0.08
0.406
2.81_10-6
20__
L2（架空线）
110kV
0.105
0.383
2.81_10-6
60
L3（架空线）10kV
0.17
0.38
忽略
15
变压器
额定容量
Pk(kw)
Uk
Io
Po(kW)
T1
180MVA
893
13
0.5
175
T2
63MVA
280
10.5
0.61
60
实验设备
PC一台Matlab软件
实验记录
1．电力线路建模
画出模型图，并标出相应的参数值。

将计算结果填入下表
电阻
(欧)
电抗
(欧)
电纳
(S)
电阻
(欧)
电抗
(欧)
电纳
(S)
电阻
(欧)
电抗
(欧)
电纳
(S)
60 km
20__km
500km
模型1
2．作出等值电路仿真模型，线路采用中等长度模型，用字母标出相应的参数以220KV为基本级，按精确求解要求，求出有名制和标幺制表示的各参数值。

（注意有些量要归算）。

按下表填入计算数据。

用下标标示相应的线路和变压器。

参数名称
有名制
标幺制
参数名称
有名制
标幺制
参数名称
有名制
标幺制
讨论
比较计算数据，讨论模型的适用条件。

什么是有名制？什么是标幺制？电力系统元件的有名值和标幺值有什么关系？
实验二无限大电供电系统仿真模型分析^p
实验项目名称：无限大电供电系统仿真模型分析^p 实验学时： 2
同组学生：
实验地点：
C208
实验日期：
20__ 6 23 实验成绩：
批改教师：
静批改时间：
一、实验目的1.
学习Matlab仿真方法。

2.
初步掌握电力系统时域分析^p 工具。

3.
对无限大电供电系统出现的故障进行仿真分析^p 。

二、实验容
设无限大电供电系统电路如图1，仿真分析^p 在变压器低压母线发生三相短路故障时三相短路电流的变化情况。

图1无限大电供电系统短路故障仿真图
1.三相电压元件参数
电压有效值
A相相位（正序）
频率
连接方式
阻抗
110KV
50
Yg
0.00529+j0.000140
2.输电线路(RLC branch)参数
电阻R(Ohm)
电感L(H)
电容C(F)
测量值
RLC
8.5
0.064
0none
3.三相电路短路故障发生器（无对地故障）
Ron
Tran status
Tran times
测量值
Rp
Cp
0.00001
[1]
[0.02]
none
1e6
inf
4.三相双绕组变压器（标幺值）功率和频率
g1\g2连接方式
g1参数
g2参数
[20e6,50]
Y
[1.1e+005,0.0033,0.052] [11000,0.0033,0.052]
5.仿真参数
Start time
S time
Type
Relative tolerance
其它
0.2
Variable-step,ode23t(stiff/NDF)
1e-3
auto
(三相电压电流测量模块中：电压测量：phase-to-ground,电流测量：yes)
三、实验设备
1.
PC一台
2.
Matlab软件
四、实验记录
新建仿真文件并建立仿真模型
三相短路分析^p
在三相电路短路故障发生器参数中将三相故障全选中，不选择故障相接地选项。

进行电路仿真，用示波器观察故障点电流波形并保存波形图，并记录三相电流的最大幅值，填入表中。

A相
B相
C相
85
45
30
故障点电流波形并保存波形图
实验三电力系统故障仿真分析^p
实验项目名称：电力系统故障仿真分析^p 实验学时： 2
同组学生：
实验地点：
C208
实验日期： 20__ 6 25 实验成绩：
批改教师：
静批改时间：
一、实验目的1.
学习Matlab仿真方法。

2.
初步掌握电力系统时域分析^p 工具。

3.
对三相接地短路故障进行仿真分析^p 。

二、实验容
设某部分电力线路的简化等值电路如图所示。

用Matlab仿真工具建立模型，并仿真线路出现三相接地短路时短路点的电流电压的变化情况。

简单三相接地短路电路图模型
1.交流电压元件参数
电压峰值/V
相位/rad
频率/Hz
采样时间/S
测量值
110
50
2.串联RLC参数
电阻R/欧姆
电感L/H
电容C/F
测量值
RLC1
5
35e-3
1e-6
Branch current
RLC
15
105e-3
1e-6
Branch current
3.仿真参数
Start time
S time
Type
Relative tolerance
其它
0.1
Variable-step,ode15s(stiff/NDF)
1e-3
auto
4.三相电路短路故障发生器（有对地故障）Ron
Tran status
Tran times
测量值
Rp
Cp
Rg
0.001
[1 0]
[0.02 0.05]
none
1e6
inf
0.001
三、实验设备
1.
PC一台
2.
Matlab软件
四、实验记录
新建仿真文件并建立仿真模型
设置仿真参数(见第一页)
观察仿真波形图
分别仿真出短路点电压波形和电流波形，测量求出各相短路电流的最大值。

4.短路电压波形图
5.短路电流波形图
五、讨论
1.
什么叫冲击电流？
答：短路电流可能的最大瞬时值称为冲击电流
2.
什么叫短路电流的最大有效值？
答：短路后第一个周期短路电流非周期分量有效值
什么叫短路功率？
答：短路电流和网络额定电压的成绩叫做短路功率
实验四电力系统不对称故障分析^p
实验项目名称：电力系统不对称故障分析^p 实验学时： 2 同组学生：
实验地点：
C208
实验日期：
20__ 6 25 实验成绩：
批改教师：
静批改时间：
一、实验目的1.
学习Matlab仿真方法。

2.
初步掌握电力系统时域分析^p 工具。

3.
对电力系统出现的不对称故障进行仿真分析^p 。

二、实验容
设无穷大电的电力系统电路如图1，仿真分析^p 在K点出现各种短路故障时电流电压的变化。

图1电力系统各种短路故障仿真图
1.三相电压元件参数
电压有效值
A相相位（正序）
频率
连接方式
阻抗
10．5KV
Y
0.312+j6.63e-3
2.输电线路参数
长度
电阻R(正，零序)
电感L(正，零序)
电容C(正，零序)
测量值
RLC1
100km
[0.01273 0.3864]
[0.937e-3 4.12e-3] [12.7e-9 7.75e-3] none
RLC2
60km
[0.01273 0.3864]
[0.937e-3 4.12e-3] [12.7e-9 7.75e-3] none
3.三相电路短路故障发生器Ron
Rg
Tran status
Tran times
Sle time
Rp
0.001
0.001
[1 0]
[0.01 0.04]
1e-6
inf
4.三相序分量分析^p 元件Fundamental frequence Harmomic n
Sequence
50
1
Positive Negative Zero
5.仿真参数
Start time
S time
Type
Relative tolerance
其它
0.1
Variable-step,ode15s(stiff/NDF) 1e-3
auto
三、实验设备
1.
PC一台
2.
Matlab软件
四、实验记录
1.
新建仿真文件并建立仿真模型
2.
三相短路分析^p
在三相电路短路故障发生器参数中将三相故障全选中，并选择故障相接地选项。

进行电路仿真，用M1观察故障点电流波形，并记录三相电流的最大幅值，填入表中。

A相
B相
C相
110
80
-130
用M1观察故障点电压的波形。

（1）三相短路电压波形图
（2）三相短路电流波形图
AB两相接地短路
在三相电路短路故障发生器参数中将AB相故障全选中，并选择故障相接地选项。

进行电路仿真，用M2观察三相电流的波形，画出三相电流的波形。

并用示波器观察各序电流。

说明各序电流之间有什么关系。

（1）A、B相短路电压波形图
（2）A、B相短路电流波形图
BC相短接故障
在三相电路短路故障发生器参数中将BC相故障全选中，不要选择故障相接地选项。

进行电路仿真，用M2观察三相电流的波形，画出三相电流的波形。

并用示
波器观察各序电流。

说明各序电流之间有什么关系。

（1）B、C相短路电压波形图
（2）B、C相短路电流波形图
A相单相接地故障
在三相电路短路故障发生器参数中将A相故障选中，并选择故障相接地选
项。

进行电路仿真，用M2观察三相电流的波形，并用示波器分别观察各序电流。

画出各序电流。

说明各序电流之间有什么关系。

（1）A相短路电压波形图
（2）A相短路电流波形图
各序电流之间的关系：
五、讨论
理论上推导在两相短接时三个序电流之间有什么关系?与实验结果进行比较.
单相接地短路时短路电流与三个序电流之间有什么关系?与实验结果进行比较.。