电力系统分析实验指导书new1
电力系统分析指导书
电力系统分析指导书电力系统分析实验指导书与实验报告班级：.学号：.姓名：.机械与电子工程学院2011.2实验一系统调差特性实验一、实验目的1.深入理解调差原理，掌握改变发电机电压调节特性斜率的方法。
2.多台机组在同一母线上并联运行时，无功功率分配与无功调节特性的关系。
3.理解调差系数的含义及其发电机外特性曲线。
二、原理与说明为了改变发电机外特性曲线，使并列运行的各台机组之间合理分配无功负荷，或者为了维持系统某一点电压恒定，在负荷变化时，要对电力网电压损耗进行补偿，因而设置了无功调差电路。
三、实验步骤系统电压调至380V,按照电力系统并列实验步骤，将发电机经变压器实验装置，输电线路实验装置和无穷大系统并列。
1.零调差实验1）设置微机励磁调节装置的“调差系数”为“0”，具体操作方法见附录2微机励磁装置使用说明。
2）降低系统电压来增加发电机无功输出。
可以通过调节与无穷大电源连接的三相自耦调压器来降低系统电压，记录端电压Ud和无功Q 数值于表1中。
2.正调差实验1）设置微机励磁调节装置的“调差系数”为“5”，具体操作方法见附录2微机励磁装置使用说明。
2）降低系统电压来增加发电机无功输出。
可以通过调节与无穷大电源连接的三相自耦调压器来降低系统电压，记录端电压Ud和无功Q 数值于表1中。
3.负调差实验1）设置微机励磁调节装置的“调差系数”为“-5”，具体操作方法见附录2微机励磁装置使用说明。
2）降低系统电压来增加发电机无功输出。
可以通过调节与无穷大电源连接的三相自耦调压器来降低系统电压，记录端电压Ud和无功Q 数值于表1中。
表1思考题：改变发电机电压调节特性斜率的方法？理解调差系数的含义？回答多台机组在同一母线上并联运行时，无功功率分配与无功调节特性的关系？实验二电力系统暂态稳定实验一、实验目的1. 通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使理论教学与实践结合，提高学生的感性认识；2. 学生通过实际操作，从试验中观察到系统失步现象和掌握正确处理的措施。
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3.1电力系统稳定性实验（一）3.1.1实验目的1)加深理解电力系统静态稳定的原理。
2)了解提高电力系统静态稳定的方法。
3.1.2原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。
一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。
因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。
实验用一次系统接线图如图3-1所示。
本实验系统是一种物理模型。
原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。
原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。
发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节装置来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。
实验台上安装有TQDB-III多功能微机保护实验装置，可以用来测量电压、电流、功率和频率。
实验台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
图3-1一次系统接线图3.1.3实验项目与方法3.1.3.1负荷调节实验1)启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列实验”。
2)将调速装置的工作方式设为“自动”，将励磁装置的工作方式设为“恒Ug”。
3)调节调速装置的增速减速按钮，可以调节发电机有功功率输出，调节励磁调节装置的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出的无功功率。
4)将有功、无功减到零值作空载运行，记录空载励磁电流。
电力系统分析实验指导书
第四章 电力系统功率特性和功率极限实验、实验目的初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法；加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用; 通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实 际及分析问题的能力。
二、原理与说明所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母 线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。
对于简单系统，如发电机至系统d 轴和q 轴总电抗分别为X d 刑X q ^，则发电 机的功率特性为：E q UU 2X^-X qyP Eq = ---------- sin 6 + ——X ----- sin26 qXd g 2 Xd ^Xq ^当发电机装有励磁调节器时，发电机电势 E q 随运行情况而变化。
根据一般 励磁调节器的性能，可认为保持发电机 Eq （或E '）恒定。
这时发电机的功率特 性可表示成：或卩?=荼"'这时功率极限为随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力 系统稳定性和输送能力的最重要手段之一是尽可能提高电力系统的功率极限，从简单电力系统功率极限的表达式看，提高功率极限可以通过发电机装设性能良好 的励磁调节器以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数或串联电容补偿等手 段以减少系统电抗、受端系统维持较高的运行电压水平或输电线采用中继同步调相1. 2. 3.PE ；=EUXd 邑机或中继电力系统以稳定系统中继点电压等手段实现。
三、实验项目和方法(一)无调节励磁时功率特性和功率极限的测定 1. 网络结构变化对系统静态稳定的影响(改变 X )在相同的运行条件下(即系统电压 U x 、发电机电势保持E q 保持不变，即并 网前U x = E q ),测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线， 功率极限值和达到功率极限时的功角值。
同时观察并记录系统中其他运行参数(如发电机端电压等)的变化。
（完整版）《电力系统分析》课程设计指导书
电压等级的选择是一个涉及面很广的综合性问题，除了考虑输电容量、距离等各种因素外，还应根据动力资源的分布、电源及 工业布局等远景发展情况，通过全面的技术比较后，才能确定。并且，由于电网的电压等级和接线方案有着密切的关系，因 此，一般地区电网设计中，接线方案和电压等级确定同时进行。在课程设计中，由于条件限制，不可能同时论证电压等级和进 行方案设计。因此，一般根据题目所给数据，参考附表B —4，并根据同一地区，同一电力系统内应尽可能简化电压等级的原 则，合理的确定电压等级。
根据以上的比较，可以从原始方案中初步确定出2～3个方案，然后，再作详细的技术经济比较。 （3）详细经济技术比较，确定电网接线的最优方案。 上面（2）步中确定的2～3个方案，均是技术上以成立的方案，在最优方案的确定中，只作进一步的经济比较。
经济比较的主要指标是电力网的一次投资和年运行费用。在比较中只考虑各方案的不同部分，不考虑各方案的相同部分。 1）导线截面积的选择 为了计算投资积年运行费用，必须首先选择输电线路的导线截面。 在选择导线截面积之前，首先进行各种方案的的初步潮流 计算。取 km x /42.00Ω=，km r /21.00Ω=，00=b ，计算出各条线路的最大输送功率。 按经济电流密度以及该线路正常运行方式下的最大持续输送功率，可求得导线的经济截面积，其实用计算公式为 ? cos 3max N j JU P S = 或N j JU Q P S 32 max 2max += 式中，m ax P —正常运行方式下线路最大持续有功功率（KW ） max Q —正常运行方式下线路最大持续无功功率（KW ） N U —线路额定电压（KV ） J —经济电流密度（2A/mm ） ，其值可根据线路的m ax T 及导线材料，由附表B —5查得。 ?cos —负荷的功率因数 根据计算所得的导线的经济截面积结果，选取最接近的标称截面的导线。 注意： 线路的最大负荷利用小时数m ax T 应由所通过的各负荷点的功率及其m ax T 决定。 ＃对于放射形网络，每条线路只向一个负荷点供电，则线路的最大负荷利用小时数m ax T 就是负荷所提供的最大负荷利用小 时数； ＃对于链形网络，各线路的最大负荷利用小时数m ax T 等于所提供负荷点的最大负荷利用小时数的加权平均值，即 ∑∑=?=??= n jj n jj j P TP T1 max 1 max max max 式中，j P ?m ax —各负荷点的最大有功功率； j T ?m ax —各负荷点的最大负荷利用小时数。
电力系统分析（实验指导书）
电力系统分析 实验指导书安全注意事项：1、实验电压：500V，实验电流：4.2A，具有一定危险性。
2、实验过程中，人体不可接触带电线路，如自耦调压器的接线端、发电机的接线端等。
3、控制柜上的总电源只允许指导老师操作，其他人员不得自行开关。
控制柜上的所有组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。
4、实验台上的微机线路保护装置只允许指导老师操作，实验台上的其他组件必须经指导老师允许并严格按照指令进行操作。
第一节发电机组的起动与运转实验一、实验目的1、了解微机调速装置的工作原理、掌握其操作方法。
2、熟悉发电机组中的原动机（直流电动机）的基本特性。
3、掌握发电机组起励建压、解列、停机操作。
二、原理说明本实验平台中，原动机采用直流电动机模拟工业现场的汽轮机或水轮机，调速系统用于设定原动机的转速（即发电机输出电压的频率）和有功功率，励磁系统用于调整发电机输出电压值和无功功率。
图1-1为调速系统的原理结构示意图，图1-2为励磁系统的原理结构示意图。
图1-1 调速系统原理结构示意图A、B、C为墙壁插头电源进线在控制柜中发电机图1-2 励磁系统原理结构示意图装于原动机上的编码器将转速信号以脉冲的形式送入THLZD-2电力系统综合自动化控制柜（以下简称“控制柜”）中的THLWT-3型微机调速装置（以下简称“微机调速装置”），该装置将转速信号转换成电压，和给定电压一起送入ZKS-15型直流电机调速装置（隐装于控制柜中），采用双闭环方式调节原动机的电枢电压，从而改变原动机的转速和输出功率。
发电机输出端的三相交流电压信号送入电量采集模块1，三相交流电流信号经电流互感器也送入电量采集模块1，信号被处理后，计算结果经RS485通信口送入THLWL-3型微机励磁装置（以下简称“微机励磁装置”）；发电机的直流励磁电压信号和直流励磁电流信号送入电量采集模块2，信号被处理后，计算结果也经RS485通信口送入微机励磁装置；微机励磁装置根据计算结果输出控制电压，来调节发电机的励磁电流。
电力系统分析(Ⅰ)实验指导书 (1)
实验指导书专业课程：电力系统分析（Ⅰ）专业班级：电气18级指导教师：朱自伟实验时间：2020年12月--2021年1月南昌大学信息工程学院能源与电气工程系实验须知实验是工科高等院校一个十分重要的教学环节，上好实验课是加强学生基本技能训练，提高教育质量，培养又红又专建设人才的重要措施。
因此，要求学生认真做到以下各条：一、严格遵守实验室的纪律和制度，遵守实验课操作规程，爱护国家财产，损坏仪器设备要赔。
二、实验前，必须坚持理论联系实际的原则，树立老老实实的科学态度。
尊重老师，听从指导，集中精力作好实验。
三、实验完毕，必须将实验仪器设备擦净、复原、整理好，实验记录送交实验指导教师检查签字后，方可离开实验室，不合格者要重做。
四、认真地处理实验数据，写好实验报告，在实验一周后，送交实验指导老师，不合格者要重写。
五、不得赤脚、穿背心、球裤进入实验室，实验室内应保持肃静、整洁、卫生、严禁随地吐痰，严禁吸烟。
实验指导书实验一电力网数学模型模拟实验一、实验目的：本实验通过对电力网数学模型形成的计算机程序的编制与调试，获得形成电力网数学模型：节点阻抗矩阵的计算机程序，使数学模型能够由计算机自行形成，即根据已知的电力网的接线图及各支路参数由计算程序运行形成该电力网的节点阻抗矩阵。
通过实验教学加深学生对电力网数学模型概念的理解，学会运用数学知识建立电力系统的数学模型，掌握数学模型的形成过程及其特点，熟悉各种常用应用软件，熟悉硬件设备的使用方法，加强编制调试计算机程序的能力，提高工程计算的能力，学习如何将理论知识和实际工程问题结合起来。
二、实验器材：计算机、软件（已安装，包括各类编程软件C语言、C++、VB、VC等、应用软件MATLAB 等）、移动存储设备（学生自备）。
三、实验内容：编制调试形成电力网数学模型——节点阻抗矩阵的计算机程序。
程序要求根据已知的电力网的接线图及各支路参数运行形成该电力网的节点阻抗矩阵。
1、将事先编制好的形成电力网数学模型的计算程序原代码由自备移动存储设备导入计算机。
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实验一PSASP概述及基础数据库一、实验目的了解PSASP的基础数据库以及用PSASP进行电力系统各种计算的方法。
二、PSASP概述PSASP (Power System Analysis Software Package) 是由中国电力科学研究院研发的一套功能强大、使用方便的电力系统分析综合程序。
主要用于电力系统规划设计人员确定经济合理、技术可行的规划设计方案；运行调度人员确定系统运行方式、分析系统事故、寻求反事故措施；科研人员研究新设备、新元件投入系统等新问题以及高等院校用于教学和研究。
基于电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持，PSASP可进行电力系统(输电、供电和配电系统)的各种稳态分析、故障分析及机电暂态分析计算。
1．PSASP的三层体系结构PSASP是一个资源共享、高度集成和开放的大型软件包，其结构分为三层，如下图所示：第一层是公用数据和摸型的的资源库，其中包括：（1）电网基础数据库：包括发电机、负荷、变压器、交直流线等电网基本元件，提供了各种分析计算的基本数据支持。
（2）固定模型库：包括发电机、负荷、调压器、调速器、PSS、直流输电、静止无功补偿器等模型，提供了电力系统常用的模型支持。
（3）用户自定义模型库：由用户自定义(UD)方式建立的各种元件模型构成，用以扩充PSASP 的模型功能支持。
（4）用户程序库：由用户程序接口(UPI)方式实现的一些模型和功能程序构成，用以支持PSASP 运行。
第二层是基于资源库的应用程序包，在电网基础数据库、固定模型库以及用户自定义模型库的支持下，可进行各种计算分析。
其中包括：（1）稳态分析：潮流计算、网损分析、最优潮流和无功优化、静态安全分析、谐波分析、静态等值等；（2）故障分析：短路计算、复杂故障计算、继电保护整定计算等；（3）机电暂态分析：暂态稳定计算、直接法暂态稳定计算、电压稳定计算、小干扰稳定计算、动态等值、马达起动、控制系统参数优化与协调、电磁-机电暂态分析的次同步谐振计算等。
电力系统及自动化综合实验指导书1
第三章一机—无穷大系统稳态运行方式实验一、实验目的1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围；2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。
二、原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。
为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。
因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。
实验用一次系统接线图如图2所示。
图2 一次系统接线图本实验系统是一种物理模型。
原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。
原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。
发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。
为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。
为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。
此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
三、实验项目和方法1．单回路稳态对称运行实验在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。
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电力系统分析实验指导书郑州科技学院电气工程及其自动化教研室编目录实验一生成节点导纳矩阵的matlab程序设计 (1)实验二支路追加法生成节点阻抗矩阵的matlab程序设计 (5)实验三牛顿-拉夫逊法电力系统潮流计算的matlab程序设计 (13)实验四简化模型的静态稳定计算的matlab程序设计 (24)实验五短路电流计算程序的实现 (31)实验一 生成节点导纳矩阵的matlab 程序设计一、实验目的：本实验通过对生成节点导纳矩阵的编程与调试，获得复杂电力系统的节点导纳矩阵，为电力系统的潮流计算程序编制打下基础。
通过实验教学加深学生对节点导纳矩阵计算方法的理解，掌握变压器为非标准变比时的修正方法，熟悉MATLAB 软件的使用方法，提高编制调试计算机程序的能力。
二、实验器材：计算机、软件（已安装应用软件MA TLAB 等）、移动存储设备（学生自备，软盘、U 盘等）。
三、实验内容：1.节点导纳矩阵的形成节点导纳矩阵的对角元),...2,1(n i Y ii =称自导纳，自导纳ii Y 是节点i 以外的所有节点都接地，由节点i 向整个网络看到而得到的导纳。
在节点i 加上单位大小的电压（1=iU 的电压）时，由节点i 流向网络的电流就等于节点i 的自导纳i j U iiii jU IY ≠==,0通过计算不难发现，ii Y 就等于与节点i 连接的所有支路导纳的和。
节点导纳矩阵的非对角元),...2,1,...2,1(j i n j n i Y ij ≠==；；称互导纳，即把节点j 以外的节点全接地，而在节点j 加以单位电压时，由节点i 流向j 的电流加上负号的值。
j k U jiij kU I Y ≠==,0同样，ij Y 其实就是连接节点i 和节点j 支路的导纳值再加上负号。
显然，ji ij Y Y =。
而且，如节点i ，j 之间没有直接联系，也不计两支路之间，例如两相邻电力线路之间的互感时，0==ji ij Y Y 。
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电力系统稳态分析实验指导书目录实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验 (2)1.1 实验目的 (2)1.2 原理说明 (2)1.3 实验内容与步骤 (3)实验二电力系统潮流计算分析实验 (6)2.1 实验目的 (6)2.2 原理说明 (6)2.3 实验内容与步骤 (6)实验三电力系统有功功率—频率特性实验 (11)3.1实验目的 (11)3.2 原理说明 (11)3.3 实验内容与步骤 (13)实验四电力系统无功功率—电压特性实验 (18)4.1 实验目的 (18)4.2 原理说明 (18)4.3 实验内容与步骤 (19)实验一单机－无穷大系统稳态运行方式实验1.1 实验目的1．熟悉远距离输电的线路基本结构和参数的测试方法。
2．掌握对称稳定工况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围。
3．掌握输电系统稳态不对称运行的条件、参数和不对称运行对发电机的影响等。
1.2 原理说明单机－无穷大系统模型，是简单电力系统分析的最基本，最主要的研究对象。
本实验平台建立的是一种物理模型，如下图1-1所示。
图1-1 单机－无穷大系统示意图发电机组的原动机采用国标直流电动机模拟，但其特性与电厂的大型原动机并不相似。
发电机组并网运行后，输出有功功率的大小可以通过调节直流电动机的电枢电压来调节（具体操作必须严格按照调速器的正确安全操作步骤进行！可参考《微机调速装置基本操作实验》）。
发电机组的三相同步发电机采用的是工业现场标准的小型发电机，参数与大型同步发电机不相似，但可将其看作一种具有特殊参数的电力系统发电机。
实验平台给发电机提供了三种典型的励磁系统：手动励磁、常规励磁和微机励磁系统，可以通过实验台的转换开关切换（具体操作必须严格按照励磁调节装置的正确安全操作步骤进行！实验平台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大系统”采用大功率三相自耦调压器，三相自耦调压器的容量远大于发电机的容量，可近似看作无穷大电源，并且通过调压器可以方便的模拟系统电压的波动。
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3。
1 电力系统稳定性实验（一）3。
1。
1 实验目的1）加深理解电力系统静态稳定的原理.2) 了解提高电力系统静态稳定的方法.3。
1.2 原理与说明电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念"。
一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗,电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据.因此，除了通过结合实际的问题,让学生掌握此类“数值概念"外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。
实验用一次系统接线图如图3—1所示。
本实验系统是一种物理模型。
原动机采用直流电动机来模拟,当然,它们的特性与大型原动机是不相似的。
原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。
实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。
发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节装置来实现自动调节。
实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。
“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源,因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大"母线的条件.实验台上安装有TQDB—III多功能微机保护实验装置，可以用来测量电压、电流、功率和频率。
实验台上还设置了模拟短路故障等控制设备。
图3—1 一次系统接线图3。
1.3 实验项目与方法3。
1。
3。
1 负荷调节实验1）启动机组，满足条件后并网运行，并网后退出同期装置，并网步骤见“同步发电机准同期并列实验"。
2) 将调速装置的工作方式设为“自动”,将励磁装置的工作方式设为“恒Ug”.3）调节调速装置的增速减速按钮，可以调节发电机有功功率输出,调节励磁调节装置的增磁减磁按钮，可以调节发电机输出的无功功率。
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电力系统分析基础实验指导--220KV变电站实训前言：本实验实训旨在将学生所学电力系统分析基础等课程的理论，专业知识和操作技能在某中型变电站进行综合性应用，以达到理论与实际应用相结合，全面提升学生的实际操作技能和专业素质，以适应电力系统供变电岗位工作的需要。
220KV变电站仿真软件简介：220KV综合自动化系统仿真变电站配置有计算机及220KV变电站仿真软件，可实现变电站正常操作，并可设置变电站常见故障。
仿真软件中分别设立了一次设备区、电气主接线（监控）、保护配置、故障设置等介面，学生可以通过以上介面，方便地点击进入主控室和各个操控现场，用计算机实现变电站的监视控制和各项操作。
1、实验一：220KV变电站电气主接线认识(一）内容：1）熟悉变电站的整体构成，设备布置，电压等级及在系统中作用；2）理解变电站电气主接线的接线方式以及各配电设备构成及作用；3）.了解变电站“五防系统”的功能及配置；（二）要求：1）．熟悉变电站的作用,构成和功能；2）．理解变电站电气主接线的形式和正常运行方式；（三）步骤：预习：附件：一次主接线图讲解.ppt,电气设备的四种典型状态.doc，实验步骤：1）、打开我的电脑→E区→教学资料录像→变电站配电装置→播放。
学习录像1，变电站配电装置讲解，了解变电站的任务、类型、组成、布置、安装等等。
2）打开程序→db Xinan-Simc，进入虚拟220KV变电站，运用220KV变电站仿真软件，理解一个220KV枢纽变电站的整体构成、设备结构和布置、其主要电压等级以及连接和各自的作用。
3）认识电气主接线图、配电装置平面图和断面图。
4) 分析该变电站220KV、110KV以及35KV的电气主接线的接线方式。
5）分析正常运行时220KV、110KV以及35KV的运行方式。
6) 分析2201、2202、2312、2514的运行状态；1150、1160以及3571各种运行情况。
7）分析变电站的中性点运行方式。
电力系统分析综合实验指导书
电力系统分析综合实验指导书浙江大学电气工程学院电机工程学系浙江大学电力经济及信息化研究所2015年4月杭州·玉泉前言《电力系统分析综合实验》课程作为高等学校电气工程及其自动化专业（电力系统方向）的专业课程，希望通过学生自己动手，获得更强的实际系统概念，要求学生通过本课程学习，掌握发电机并网调节，稳态运行方式改变，有功和无功调节和暂态稳定。
随着电力系统分析理论和方法研究的深入和完善，以及计算机技术的进步，电力系统数字模拟（数字仿真、即建立数学模型、列出数学方程并进行求解和分析）技术得到了迅速的发展和广泛的应用，并在实践中取得了巨大的成果和效益。
同时作为电力系统研究和实验的另一种重要方法－电力系统动态模拟，同样是目前研究运行中的和筹建中的电力系统的重要工具，也是训练系统运行人员和电力系统专业的良好有效的教学工具。
完整的电力系统分析要求既需要掌握电力系统数字模拟（数字仿真）技术，也需要掌握电力系统动态模拟技术。
电力系统分析综合实验通过同步发电机准同期并列实验和对单机－无穷大系统的动态模拟，了解和掌握同步发电机的并网原理和操作；通过励磁控制实验，学习如何稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性；通过实际动态模拟系统的示范试验，学习利用动态模拟设备研究电力系统问题的综合知识和方法；学习试验研究结果的整理和分析、以及试验报告的制定。
本实验采用的实验装置为武汉华工大电力自动技术研究所生产的“WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置”，示范实验为电力系统综合动模实验系统。
编制：王康元校对：徐亮审核：江道灼目录目录 (1)第一章电力系统动态模拟 (2)一．电力系统动态模拟原理及其特点 (3)二．模拟要素 (3)三．模拟比例和模拟系统额定值的选择 (5)四．模拟试验中的测量 (6)第二章电力系统分析实验装置 (7)一、WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置 (7)二、电力系统综合动模实验系统 (9)第三章同步发电机准同期并列实验 (11)一．实验目的 (11)二．原理与说明 (11)三．实验项目和方法 (12)四．分析与思考 (15)第四章单机－无穷大系统实验 (16)一．实验目的 (16)二．原理与说明 (16)三．实验项目和方法 (16)四．分析与思考 (18)第五章同步发电机励磁控制实验 (19)一、实验目的 (19)二、原理与说明 (19)三、实验项目和方法 (20)四分析与思考 (29)第六章电力系统暂态稳定实验 (30)一、实验目的 (30)二、原理与说明 (30)三、实验项目与方法 (31)四、分析和思考 (35)第一章电力系统动态模拟一．电力系统动态模拟原理及其特点电力系统动态模拟是一种根据相似原理建立起来的物理模拟，能保证在模拟系统上所反映的过程与实际系统中的过程相似，并且模型上的过程与原型的过程具有相同的物理实质，所以电力系统动态模拟实际上就是电力系统在实验室的复制品，是研究电力系统原型或预建电力系统的一个重要实验工具。
《电力系统》实验指导书
《电力系统》实验指导书常州工学院实验平台认识一：WDT-ⅢC型电力系统综合自动化试验装置简介电力系统综合自动化实验台是一个自动化程度很高的多功能实验平台，它由发电机组、实验操作台、无穷大系统等设备组成。
如附图1-1所示，发电机与无穷大之间采用双回路输电线路，并设有中间开关站，通过中间开关站和单回、双回线路的组合，使发电机与无穷大系统之间可构成四种不同联络阻抗，供系统实验分析比较时使用（如实验二图2所示）。
图1-1 电力系统综合自动化试验台外形图1．发电机组它是由同在一个轴上的三相同步发电机（S N=2.5kV A，V N=400V ，n N=1500r.p.m ），模拟原动机用的直流电动机（P N=2.2 kW，V N=220V ）以及测速装置和功率角指示器组成。
直流电动机、同步发电机经弹性联轴器对轴联结后组装在一个活动底盘上构成可移动式机组。
具有结构紧凑、占地少、移动轻便等优点，机组的活动底盘有四个螺旋式支脚和三个橡皮轮，将支脚旋下即可开机实验。
2．试验操作台它是由输电线路及保护单元、功率调节和同期单元，仪表测量和短路故障模拟单元等组成。
输电线路采用具有中间开关站的双回路输电线路模型，并对其中一段线路设有“YHB-A微机保护装置”，此线路的过流保护还具有单相自动重合闸功能。
功率调节和同期单元，由“TGS-03B微机调速装置”、“WL-04B微机励磁调节器”、“HGWT-03B微机准同期控制器”等微机型的自动装置和其相对应的手动装置组成。
仪表测量和短路故障模拟单元由各种测量表计及其切换开关、各种带灯操作按钮以及观测波形用的测试孔和各种类型的短路故障操作等部分组成。
在做电力系统试验时，全部的操作均在试验操作屏台上进行。
3．无穷大系统无穷大电源是由15kV A的自耦调压器组成。
通过调整自耦调压器的电压可以改变无穷大母线的电压。
试验操作台的“操作面板”上有模拟接线图、操作按钮和切换开关以及指示灯和测量仪表等。
电力系统分析实验指导书2021
电力系统分析实验指导书2021电力系统分析实验指导书后勤工程学院机电系2021-04-20目录实验一电力系统分析综合程序PSCAD概述实验二一个简单电力系统的短路计算实验三一个复杂电力系统的短路计算实验四实验五实验六基于PSCAD的电力系统潮流计算实验基于PSCAD的电力系统暂态稳定计算实验基于PSCAD的单机－无穷大系统稳定分析实验1实验一电力系统分析程序PSCAD一．实验目的：了解用PSCAD进行电力系统各种计算的方法。
二． PSCAD简介：1、PSCAD/EMTDC(Power System Computer Aided Design /Electromagnetic Transient including(for) Direct Current)是电力系统计算机辅助设计/含直流电磁暂态计算程序2、Dennis Woodford 博士于1976年，加拿大曼尼托巴水电局(ManitobaHydro)完成EMTDC的初版，后在曼尼托巴大学(University of Manitoba)创建高压直流输电研究中心(Manitoba HVDC Research Center)。
现PSCAD/EMTDC有工作站版和微机版3 PSCAD/EMTDC的功能1）电力系统时域和频域计算，典型应用是计算电力系统遭受扰动或参数变化时，电气参数随时间的变化；2）可用于HVDC、VSC-HVDC、FACTS控制器的设计、电力系统谐波分析、电力电子领域等的仿真计算 3）具体的研究为以下几方面? 模拟非线性元件的控制系统，对静止补偿装置、交流同步电机、可开断系统等运行状态进行研究? 交流系统的次同步谐振研究和暂态扭矩的分析 ? 直流系统的启动，直流系统强制换相的方法研究 ? 交直流系统控制器功能特性仿真研究4 PSCAD/EMTDC的结构*1）程序: PSCAD/EMTDC＝PSCAD+EMTDC＋Master Library Models 2）界面:PSCAD/EMTDC＝Master Library+主工作区＋菜单区＋工作case目录＋输出区＋工具栏＋User Library3）使用：PSCAD/EMTDC=界面＋文件目录4 PSCAD/EMTDC的菜单和Library库和例子程序*1）很多模型分为两大类17小类：Passive，Sources，Transformers，Breakers，Faults，Tlines，Cables，Machines，HVDC and FACTS, Relays，Merters，CSMF，Logical，I/O Devices, Sequencer，Other，Single_line2) 使用时需要把模型组件拷贝到需要的地方三．实例演示：结合算例，熟悉上述内容。
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电力系统分析实验指导书广东工业大学自动化学院电力工程系目录实验一电力系统分析综合程序PSASP概述2实验二一个简单电力系统的短路计算 4 实验三一个复杂电力系统的短路计算5实验四基于PSASP的电力系统潮流计算实验 7实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验 8实验六基于PSASP的单机－无穷大系统稳定分析实验10实验一电力系统分析综合程序PSASP概述一．实验目的：了解用PSASP进行电力系统各种计算的方法。
二．PSASP简介：1．PSASP是一套功能强大，使用方便的电力系统分析综合程序，是具有我国自主知识产权的大型软件包。
2．PSASP的体系结构：报表、图形、曲线、其他工具潮流计算短路计算稳定分析静态安全分析电压稳定谐波分析等电网基础数据库固定模型库用户自定义模型库固定模型库第一层是：公用数据和模型资源库，第二层是应用程序包，第三层是计算结果和分析工具。
3．PSASP的使用方法：（以短路计算为例）1).输入电网数据，形成电网基础数据库及元件公用参数数据库，（后者含励磁调节器，调速器，PSS等的固定模型），也可使用用户自定义模型UD。
在此，可将数据合理组织成若干数据组，以便下一步形成不同的计算方案。
✧文本支持环境：点击“数据”菜单项，执行“基础数据”和“公用参数”命令，可依次输入各电网元件的参数。
✧图形支持环境：在“编辑模式下”，利用工具箱，输入电网接线图。
作图时，若元件参数尚未输入，会自动弹出相关数据录入窗口，此时输入数据即可。
注意：两种环境下，均应先输入母线数据，再处理其他元件！！！2).方案定义：从基础数据库中抽取数据组，组合成不同方案，以确定电网的规模，结构和运行方式。
✧文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“方案定义”命令。
✧图形支持环境：“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令。
3）数据检查：对确定的电网结构进行检查，检查网架结构的合理性，计算规模是否超出范围。
✧文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“数据检查”命令。
✧图形支持环境：“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“数据检查”命令。
4）作业定义：给出计算控制信息，明确具体的计算任务。
✧文本支持环境：点击“计算”菜单项，执行“短路”命令。
✧图形支持环境：“运行模式”下，点击“作业”菜单项，执行“短路”命令。
5）执行计算：✧文本支持环境：在上述“短路计算信息”窗口，完成作业定义之后，点击“计算”按钮即可。
✧图形支持环境：“运行模式”下，a. 点击“视图”菜单项，执行“短路”命令，选择作业；b. 点击“计算”菜单项，执行“短路”命令，执行计算；c. 点击“格式”菜单项，执行“短路结果”命令，确定计算结果在图上的显示方式。
6）报表输出结果：用户可选择期望的输出范围，输出内容和输出方式。
✧文本支持环境：点击“结果”菜单项，执行“短路”命令。
✧图形支持环境：“运行模式”下，点击“报表”菜单项，执行“短路”命令。
三．实例演示：结合\PSASP\WEPRI-7\七节点系统算例，熟悉上述内容。
实验二一个简单电力系统的短路计算一．实验目的：掌握用PSASP进行电力系统短路计算的方法。
二．实验内容：图示电力系统，10kv fG T110KVXn已知：发电机：Sn=60MV A,Xd”=0.16,X2=0.19 ;变压器：Sn=60MV A,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30Ω电抗接地，再作1）。
三. 实验步骤：1)数据输入2)方案定义3)数据检查4)作业定义5)执行计算6)输出结果要求在文本，图形两种方式下分别计算。
四. 实验注意事项：1)本系统文件请存入\PSASP\习题\下;2)严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容；3)严禁自带软盘输入输出数据。
五. 实验报告：1)手算此题，与机算结果进行比较。
2)对实验内容1），2）进行结果比较与分析。
3)使用PSASP的体会。
实验三基于PSASP的电力系统潮流计算实验一、实验目的：掌握用PSASP进行电力系统潮流计算方法。
二、实验内容：S4S1S3S2y420y240z24y410y140z14y120y210 z121:k z13图示电力系统中，网络各元件参数的标幺值如下：z12=0.10+j0.40,y120=y210=j0.01528,z13=j0.3,k=1.1,z14=0.12+j0.5,y140=y410=j0.01920,z24=0.08+j0.40,y240=y420=j0.01413,系统中节点1、2为PQ节点，节点3为PV节点，节点4为平衡节点，已给定：P 1s +jQ1s=-0.30-j0.18,P3s=0.5,V3s=1.10, P2s+jQ2s=－0.55-j0.13， V3s=1.10,V4s=1.05∠0ο,试用牛顿法计算潮流分布。
三、实验步骤：（1）点击|“电力系统分析综合程序（PSASP）”；（2）点击“创建”，创建文件；（3）点击“图形支持环境”；（4）点击“编辑模式”，可进行绘图和参数录入：a、绘制出所有母线，输入母线数据；b、添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入该元件数据；（5）关闭“编辑模式”窗口；（6）点击“运行模式”：（7）点击“作业”菜单项，执行“方案定义”命令（例如方案为1，数据组选择BASIC），点击“确定”。
（8）点击“作业”菜单项，执行“潮流”命令，定义作业；（9）点击“视图”菜单项，执行“潮流数据”命令，作业选择。
（10）点击“计算”菜单项，执行“潮流”命令；（11）点击“格式”菜单项，进行元件参数格式选择；（12）点击“报表”菜单项，执行“潮流”命令, 计算结果输出有图示、报表输出两种方。
四、实验注意事项：（1）本系统文件请存入\PSASP\潮流\下；（2）严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。
五、实验报告：（1）将实验结果采用图示、报表列出。
（2）与教材计算结果进行分析比较。
实验四 一个复杂电力系统的短路计算一、实验目的：利用PSASP 软件进行复杂电力系统的短路分析。
二、实验内容： 图示电力系统：取S B ＝100MV A ，V B ＝Vav ，电源电势E ”=1，试求：1）k —1点三相短路时，短路点的起始次暂态电流；2）k —2点A 相接地短路时，短路点的电流，115kV 及37kV 输电线路各相电流，发电机G1端电压；3）k —3点三相短路时，短路点及各电源支路的短路电流。
三、实验方法1）在PSASP 环境下对上述系统进行建模；2）按照前述步骤完成全部计算内容并打印结果报表； 根据结果报表对实验成绩进行评估。
2×50km X 0=3X 137kV115kV60MVAV%=10.562.5MVA 10.5kV（同T 3）（水轮机） 3（同G 2，汽轮机） 6.3kVX R %=10S 2中性点直接接地S dk =750MVA30.6km输电线路单位长度电抗x 1=0.4Ω/km 31.5MVAV Ⅰ-Ⅱ%=17V Ⅱ-Ⅲ%=6V Ⅰ-Ⅲ%=10.5 6KV 2kA X d ″=0.135 X 2=0.131.25MVA E ″=1 S 1=∞X d ″=0.13 X 2=0.1实验五基于PSASP的电力系统暂态稳定计算实验一、实验目的：掌握用PSASP进行电力系统暂态稳定计算方法。
二、实验内容：在实验三的基础上进行暂态稳定计算。
同步发电机參数任选，可參见c:\wpsasp\wepri-7\,给出其中一组參数如下：模型：6参数组号：9电抗(p.u)：d轴X d: 2.16 X d': 0.265 X d": 0.205q轴X q: 2.16 X q': 0.530 X q": 0.205时间常数（s）：TJ:8.0a: 0.9T do': 8.62 T d"0: 0.05 b: 0.00T q'0: 2.2 0 T qo": 0.07 n: 9.0D: 0.000Ra: 0.000X2: 0.205三、实验步骤：（1)点击“编辑模式”: 先双击发电机，再点击“发电机及其调节器”输入同步机參数；（2）关闭“编辑模式”窗口；（3）点击“运行模式”：a、点击“作业”菜单项，执行“暂态稳定”命令，定义作业；b、点击“视图”菜单项，执行“暂态稳定”命令，作业选择。
c、点击“计算”菜单项，执行“暂态稳定”命令；d、点击“报表”菜单项，执行“暂态稳定”命令, 查看计算结果；e、点击发电机功角分析输出，选择输出变量，点击输出，点击确定。
四、实验注意事项：1)本系统文件请存入\PSASP\实验算例\下；2)严禁删除或更改计算机中除上述目录以外的一切内容。
五、实验结果检查：计算结果提交老师检查，并从功角变化曲线判断系统的暂态稳定性。
]实验六基于PSASP的单机－无穷大系统稳定分析实验一、实验目的：理解自动励磁调节器和电力系统稳定器对电力系统稳定的影响。
二、实验对象：1．接线图：10.5KV 230KV 525KVG S2．参数：S B=100MV A发电机：S=120MV A,采取模型6Xd=1.4, Xd’＝0.3, Xd”=0.1, Xq=1.35, Xq’=0.6, Xq”=0.1,Tj=10s, Td0’=6s, Td0”=0.05s, Tq0’=1s, Tq0”=0.05s,饱和系数：a=0.9, b=0.06, n=10D=0s, Ra=0.005 p.u., X2=0.1p.u.,A VR模型：模型1参数1：Kr＝1，Tr＝0.03,Ka=30,Ta=0.03,Kf=0.04,Tf=0.715,Te=0.5s,Efdmax=5, Efdmin=0 (常规A VR)参数2：Ka＝500,Te=0.03s (快速高放大倍数A VR)PSS模型：模型1参数：Kw＝200，Inertia-diff，Tq＝10sT1＝0.2, T2=0.01, T3=0.2, T4=0.01Vsmax=5.0p.u.，Vsmin=-5.0p.u.系统：S=9999MV A,采取模型0Xd=Xd’=Xd”=0.1, Xq=Xq’=Xq”=0.1Tj=100s,Td0’ =Td0”=Tq0’=Tq0” =0.05s,饱和系数：a=0.9, b=0.06, n=10,D=2s, Ra=0.005 p.u., X2=0.1p.u.变压器：电抗标幺值X＝0.1输电线：每回电抗标幺值X=0.4负荷：S=(4+j2)p.u.三、实验内容1、潮流计算：发电机设为PQ节点，S＝0.8＋j0.3085,系统设为平衡节点，V＝1.0+j0.，完成潮流计算。