电力系统仿真实训

目录

一实训目的 (1)

二实训项目 (1)

1. 系统建模 (1)

1.1 仿真步骤 (1)

1.2 仿真结果 (3)

1.3 仿真思考 (4)

2. 潮流分析 (4)

2.1 仿真步骤 (4)

2.2 仿真结果 (5)

2.3 仿真思考 (6)

3. 短路分析 (7)

3.1 仿真步骤 (7)

3.2 仿真结果 (7)

3.3 仿真思考 (9)

4. 电机起动分析 (9)

4.1 仿真步骤 (9)

4.2 仿真结果 (10)

4.3 仿真思考 (13)

5. 暂态稳定分析 (14)

5.1 仿真步骤 (14)

5.2 仿真结果 (14)

5.3 仿真思考 (18)

6. 继电保护配合 (18)

6.1 仿真步骤 (18)

6.2 仿真结果 (19)

6.3 仿真思考 (23)

7. 谐波分析 (23)

7.1 仿真步骤 (23)

7.2 仿真结果 (23)

7.3 仿真思考 (27)

8. 接地网系统 (27)

8.1 仿真步骤 (27)

8.2 仿真结果 (28)

8.3 仿真思考 (31)

三实训心得体会 (32)

一实训目的

1.熟悉ETAP软件，并且能够熟练的运用软件，达到仿真目的。

2.学会运用ETAP进行电力系统的建模，熟练的进行潮流分析、短路分析、电

机起动分析、继电器保护分析、谐波分析等。

二实训项目

1. 系统建模

1.1仿真步骤

1)建立工程（新建文件）

2)建立单线图（找出所需元件，并且连接起来）

3)输入元件参数

4)等效电网U1 参数：额定电压110kV，三相短路容量＝2500MVA，单相短路

容量＝2000MVA，X/R 皆取30。

5)录入变压器参数(如表1.1所示）

表1.1 变压器元件参数表

6)录入等效负荷参数：(如表1.2所示）

表1.2 等效负荷元件参数表

7)录入静态负荷参数：额定容量=8MVA；功率因数(PF)=85%负荷类型-Design＝

100％、负荷类型-Normal＝80％。

8)录入电动机参数(如表1.3所示）

表1.3 系统所有电动机的主要参数

9)录入发电机Gen1 参数:控制方式为无功控制；额定有功功率=25MW；额定

电压=10.5kV；功率因数=80％；发电类型=Design，有功功率=25MW，无功功率=15.5 Mvar，Qmax=18.75Mvar，Qmin=-8Mvar；发电类型=Normal，有功功率=20MW，无功功率=12.4 Mvar，Qmax=15 Mvar，Qmin=-6.5 Mvar

10)录入电缆参数(如表1.4所示）

表1.4 系统所有电缆的主要参数

11)录入电抗器X1参数：额定电压=10kV、额定电流=3000A、UR(％)＝10、

X/R=34(取典型值)。输入阻抗有名值：正序阻抗=0.1924Ω，零序阻抗=0.1924Ω。

1.2仿真结果

图1.1 系统单线图

图1.2 Network1的单线图

图1.3 电力系统常见交流元件

1.3仿真思考

通过画电力系统单线图，让我知道了电力系统常见交流元件有哪些，知道了ETAP软件功能的强大，画单元图为后面的分析和波形图奠定了基础。

画Network单线图和Cmtr2单线图让我了解其内部连接。

2.潮流分析

2.1仿真步骤

1)选择需要的潮流计算方法（如：牛顿拉夫逊法、快读解耦法等），我选用的

是牛顿拉夫逊法、负荷类型（如：Design、Normal、Standby、Startup等）我选用的负荷类型选的是Design等。

2)编辑好分析案例后，点击“潮流”工具栏的“启动潮流计算”。

3)消除报警，完成潮流计算。

4)不同负荷类型与发电类型用于潮流计算：对夏季最大潮流计算、夏季最小潮

流进行潮流分析并且输出报告。

2.2仿真结果

图2.1 潮流计算单线图输出结果

图2.2 潮流计算Network单线图输出结果

图2.3 夏季最小潮流分析报告

2.3仿真思考

潮流分析的必要性在于它可以根据给定的运行条件和网络结构确定整个系统的运行状态，可以为电力系统稳定计算和故障分析奠下基础。通过潮流计算，可以合理规划电源容量及接入点，选择合理的无功补偿方案，满足潮流交换控制、调峰、调相、调压等要求。

在运行潮流计算的时候报警窗口包含有母线电压过电压，Cable1、变压器，Gen1过负荷等，首先我调节了变压器的双绕组的一次侧分接头，投入LTC，运行潮流分析，母线超过临界和边界的报警就消除了；变压器过负荷，即其容量不够，点开其编辑页，选择了较大容量，变压器过负荷消除了；Cable过负荷即改变其载流量基准值，选择其合适尺寸，电缆过负荷消除；Gen1即改变其容量便好。消除所有故障后运行潮流分析便可以进行潮流计算。

运行夏季最小潮流可以在报表中看到各母线电压、相角、负荷、电流、功率

因素等。

3.短路分析

3.1仿真步骤

1)增添短路分析需要的数据：打开Gen1 编辑器，选中“动态模型”框中“暂

态”复选框，再点击“典型数据”按钮，赋值于这两个参数。

2)设定故障位置为Bus18与设置短路分析参数：单击母线Bus18，选定母线

Bus18；单击鼠标右健，弹出快捷菜单，选择“故障”，更改短路分析的参数与设置。

3)三相短路计算：单击右侧分析工具栏的“启动三相短路电流计算（IEC909）”，

执行三相短路分析。点击分析工具栏的“显示选项按钮”，打开“显示选项—短路编辑器”，在“结果”页－“三相故障”框中，选择显示“对称初始值”或者“峰值”。

4)不对称故障分析：显示选项编辑器，点击“显示选项”按钮，可以在单线图

上显示不同类型短路（L-G、L-L、L-L-G）的序分量、相分量以及A 相电压和零序电流。

5)生成报告并分析。

6)暂态短路电流计算（IEC363）：母线Bus18单相接地故障，并且给Gen1的

次暂态直轴开路时间常数和暂态直轴开路时间常数赋值。选择输出总的故障电流曲线。

3.2仿真结果

图3.1 短路分析单线图