华中科技大学电力系统综合实验报告
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、实验四
线路中间50%处永久性故障（600ms）：AN相 30ms单跳61QF的A和62QF的A 500ms合61QF的A和62QF的A 550ms三跳61QF和62QF
、实验五
线路中间50%处永久性故障（600ms）：AB相 30ms三跳61QF和62QF 500ms三合61QF和62QF 三跳61QF和62QF
1、系统参数
按照实验手册要求连接实验电路并计算以下参数。
、模拟比
、原型参数
根据模拟比求出各模型参数对应的原型参数如下表所示。
表格6原型参数计算
序号
名称
模型参数
原型参数
2
发电机组
容量
15kVA
1125MVA
cosФ
0.8
0.8
Xd∑
0.56
0.56
Xd‘∑
0.132
0.132
Xd“∑
0.113
0.113
、不同故障切除时间对短路电流影响
表格5不同短路切除时间最大短路电流记录
过流保护时间（s）
P_max（W）
I_max（A)
备注
0.5
300
5.37
1.0
300
5.59
1.2
300
5.52
1.5
300
发电机失磁
由I的大小可以得到，过流保护时间越短，对系统影响越小。
第二部分动模实验
记录的量：故障线路首端和末端电压电流（6个波形）电压电流的测量可以通过电压电流表计模型测量，也可以通过断路器和节点测量。
3.对课程的建议
对于这门开在大四的课程，我想说的有太多。或许是已经大四了感觉实验过程中打酱油的同学很多，希望以后这门课程能够减小一些人数，尤其是小组成员，记得在最后一次实验时，我们小组达到惊人的十多人，我想很多同学是学不到知识的，希望以后能够多分小组减少每组人数。
、永久性故障
实验三中两次实验结果基本相同。
2、个人心得体会
这次实验使我重新复习了电力系统分析课程的相关知识点，对于许多种仿真软件有了进一步的了解。这必将对我的研究生生涯作好铺垫。
通过此次实验设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在实验的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，尤其是对于一些电力系统方面的软件自学有了更深的体会。这次实验也让我明白不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。但最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。这在我们自学动模实验的过程中得到了体现。
电流互感器
CT1变化
10\5
1200\5
CT2变化
10\5
1200\5
电压互感器
PT1变化
800V\100V
500kV\100V
连接检查无误后开机并网，系统单回线运行，稳定后从检测仪表中记录发电机发出的有功为5.399kW，无功414kvar，记录波型号0110143649。
2、继电保护逻辑与实验波形分析
0
1
0
1
0
1
300
3.93
未跳闸
1
1
0
1
1
1
300
5.13
三相跳闸
0
1
1
1
1
1
300
9.15
三相跳闸
根据以上表格得出以下结论：
1）在各种不同类型的短路中，系统以双回线运行时短路电流较系统单回线运行时短路电流更大，与序网分析结果一致。
2）在各种不同类型的短路中，XL1接入时短路电流相对XL2接入时短路电流更小，以单相短路为例进行分析，可知接入XL阻抗越小，短路电流越大。判断实验台设置中XL1大于XL2。
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
6.06
三相跳闸
0
1
0
1
0
1
300
4.83
未跳闸
1
1
0
1
1
1
300
6.23
三相跳闸
0
1
1
1
1
1
300
10.1
三相跳闸
表格4短路切除时间0.5s三相短路实验数据
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
5.37
三相跳闸
在此要感谢我们的指导老师们对我们悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。虽然这个设计仍有许多值得改进的地方，但是在设计过程中所学到的东西是这次实验设计的最大收获和财富，使我终身受益。
表格1短路切除时间0.5s单相接地短路实验数据
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
4.96
未跳闸
0
1
0
1
0
1
300
4.44
未跳闸
1
1
0
1
1
1
300
6.46
A相跳闸
0
1
1
1
1
1
300
6.81
A相跳闸
表格2短路切除时间0.5s两相相间短路实验数据
QF1
3）对比各组实验数据，发现短路电流大小在不同短路类型中呈现有以下关系。
根据相关实验原理分析，由于 ，一般有三相接地短路 。实验台中元件参数不可测量，经分析判断本次实验中负序阻抗偏小导致了两相短路电流偏大的现象发生。
4）小组实验中发现通过实验台面板调节似乎无法改变内部默认参数，继电器动作阈值无法重新整定，动作电流始终为5A，导致实验中多次出现未按预期跳闸的现象发生。可能因为设备老化或内部模块未连接。
、实验一
线路出口瞬时性故障（100ms）：AN相 30ms单跳61QF的A和62QF的A 500ms合61QF的A和62QF的A
、实验二
线路出口瞬时性故障（100ms）：AB相 30ms三跳61QF和62QF 500ms三合61QF和62QF
、实验三
线路出口处永久性故障（600ms）：AN相 30ms单跳61QF的A和62QF的A 500ms合61QF的A和62QF的A 550ms三跳61QF和62QF
实验一：线路出口瞬时性故障（100ms）：AN相－>30 ms单跳线路两侧断路器A相－>500ms合线路两侧断路器A相
图2发电机测电流图3发电机测电压
图4无穷大侧电流图5无穷大侧电压
实验二：线路出口瞬时性故障（100ms）：AB相－>30 ms三跳线路两侧断路器－>500ms三合线路两侧断路器
图6发电机测电流图7发电机测电压
第四部分小结
1、动模与数模实验结果对比分析
、瞬时性故障
实验1和2都是瞬时性故障，波形基本一致说明动模与数模结果相似符合要求。值得说明的是实验一和实验二中，跳闸之后数模仿真中电流仍不为0，实验一中，故障线路中有较小的电流存在是由于只有A相发生跳闸BC中正常导通电流感应所致；实验，数字仿真三相跳闸后仍在故障线路中出现电流残余是由于线路两侧断路器短路阻抗未设置为无穷大所致。
图14发电机测电流图15发电机测电压
图16无穷大侧电流图17无穷大侧电压
实验五：线路中间50%处永久性故障（600ms）：AB相－>30 ms三跳线路两侧断路器－>500ms三合线路两侧断路器－>550ms三跳线路两侧断路器。
图18发电机测电流图19发电机测电压
图20无穷大侧电流图21无穷大侧电压
第三部分RTDS实验
图8无穷大侧电流图9无穷大侧电压
实验三：线路出口处永久性故障（600ms）：AN相－>30 ms单跳线路两侧断路器A相－>500ms合线路两侧断路器A相－>550ms三跳线路两侧断路器
图10发电机测电流图11发电机测电压
图12无穷大侧电流图13无穷大侧电压
实验四：线路中间50%处永久性故障（600ms）：AN相－>单跳线路两侧断路器A相－>500ms合线路两侧断路器A相－>550ms三跳线路两侧断路器
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
6.07
三相跳闸
0
1
0
1
0
1
300
5.36
三相跳闸
1
1
0
1
1
1
300
6.58
三相跳闸
0
1
1
1
1
1
300
10.00
三相跳闸
表格3短路切除时间0.5s两相接地短路实验数据
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
3
输电线路
正序
电阻
2.0917
10.8978
电抗
23.908
124.561
阻抗
24
125
阻抗角
85度
85度
零序
电阻
14.418
75.118
电抗
57.829
301.289
阻抗
59.6
310.5
阻抗角
76度
76度
5
变压器
高压侧电压
800V
500kV
低压侧电压
220V
6.3kV
容量
15kVA
1125MVA来自百度文库
电力系统综合实验报告
第一部分综合实验台
1、实验目的
通过实验加深对电力系统暂态稳定性内容的理解，在对不同类型短路数据的分析中锻炼独立思考的能力，进一步了解不同短路故障对电力系统的危害。
实验方式为在理想实验台上模拟最简单的电力系统暂态稳定性问题，以期巩固学生在前一阶段的学习中对相关内容的掌握。
2、实验原理与接线
电力系统中不同类型的短路故障引起的最大短路电流可由下式得到，推导过程可参见《电力系统分析》一书相关章节内容。
单相接地短路：
两相相间短路：
两相接地短路：
三相对称短路：
如下图1实验接线模拟了单机无穷大系统。
图1单机无穷大系统
3、实验结果与数据分析
、不同故障类型对短路电流影响
在下表中根据QF1~QF6的开断来选择单机无穷大系统的运行方式。XL1接入双回线运行、XL2接入双回线运行。
线路中间50%处永久性故障（600ms）：AN相 30ms单跳61QF的A和62QF的A 500ms合61QF的A和62QF的A 550ms三跳61QF和62QF
、实验五
线路中间50%处永久性故障（600ms）：AB相 30ms三跳61QF和62QF 500ms三合61QF和62QF 三跳61QF和62QF
1、系统参数
按照实验手册要求连接实验电路并计算以下参数。
、模拟比
、原型参数
根据模拟比求出各模型参数对应的原型参数如下表所示。
表格6原型参数计算
序号
名称
模型参数
原型参数
2
发电机组
容量
15kVA
1125MVA
cosФ
0.8
0.8
Xd∑
0.56
0.56
Xd‘∑
0.132
0.132
Xd“∑
0.113
0.113
、不同故障切除时间对短路电流影响
表格5不同短路切除时间最大短路电流记录
过流保护时间（s）
P_max（W）
I_max（A)
备注
0.5
300
5.37
1.0
300
5.59
1.2
300
5.52
1.5
300
发电机失磁
由I的大小可以得到，过流保护时间越短，对系统影响越小。
第二部分动模实验
记录的量：故障线路首端和末端电压电流（6个波形）电压电流的测量可以通过电压电流表计模型测量，也可以通过断路器和节点测量。
3.对课程的建议
对于这门开在大四的课程，我想说的有太多。或许是已经大四了感觉实验过程中打酱油的同学很多，希望以后这门课程能够减小一些人数，尤其是小组成员，记得在最后一次实验时，我们小组达到惊人的十多人，我想很多同学是学不到知识的，希望以后能够多分小组减少每组人数。
、永久性故障
实验三中两次实验结果基本相同。
2、个人心得体会
这次实验使我重新复习了电力系统分析课程的相关知识点，对于许多种仿真软件有了进一步的了解。这必将对我的研究生生涯作好铺垫。
通过此次实验设计，我不仅把知识融会贯通，而且丰富了大脑，同时在实验的过程中也了解了许多课外知识，开拓了视野，尤其是对于一些电力系统方面的软件自学有了更深的体会。这次实验也让我明白不管学会的还是学不会的的确觉得困难比较多，真是万事开头难，不知道如何入手。但最后终于做完了有种如释重负的感觉。此外，还得出一个结论：知识必须通过应用才能实现其价值！有些东西以为学会了，但真正到用的时候才发现是两回事，所以我认为只有到真正会用的时候才是真的学会了。这在我们自学动模实验的过程中得到了体现。
电流互感器
CT1变化
10\5
1200\5
CT2变化
10\5
1200\5
电压互感器
PT1变化
800V\100V
500kV\100V
连接检查无误后开机并网，系统单回线运行，稳定后从检测仪表中记录发电机发出的有功为5.399kW，无功414kvar，记录波型号0110143649。
2、继电保护逻辑与实验波形分析
0
1
0
1
0
1
300
3.93
未跳闸
1
1
0
1
1
1
300
5.13
三相跳闸
0
1
1
1
1
1
300
9.15
三相跳闸
根据以上表格得出以下结论：
1）在各种不同类型的短路中，系统以双回线运行时短路电流较系统单回线运行时短路电流更大，与序网分析结果一致。
2）在各种不同类型的短路中，XL1接入时短路电流相对XL2接入时短路电流更小，以单相短路为例进行分析，可知接入XL阻抗越小，短路电流越大。判断实验台设置中XL1大于XL2。
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
6.06
三相跳闸
0
1
0
1
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300
4.83
未跳闸
1
1
0
1
1
1
300
6.23
三相跳闸
0
1
1
1
1
1
300
10.1
三相跳闸
表格4短路切除时间0.5s三相短路实验数据
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
5.37
三相跳闸
在此要感谢我们的指导老师们对我们悉心的指导，感谢老师们给我的帮助。在设计过程中，我通过查阅大量有关资料，与同学交流经验和自学，并向老师请教等方式，使自己学到了不少知识，也经历了不少艰辛，但收获同样巨大。虽然这个设计仍有许多值得改进的地方，但是在设计过程中所学到的东西是这次实验设计的最大收获和财富，使我终身受益。
表格1短路切除时间0.5s单相接地短路实验数据
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
4.96
未跳闸
0
1
0
1
0
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300
4.44
未跳闸
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1
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300
6.46
A相跳闸
0
1
1
1
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1
300
6.81
A相跳闸
表格2短路切除时间0.5s两相相间短路实验数据
QF1
3）对比各组实验数据，发现短路电流大小在不同短路类型中呈现有以下关系。
根据相关实验原理分析，由于 ，一般有三相接地短路 。实验台中元件参数不可测量，经分析判断本次实验中负序阻抗偏小导致了两相短路电流偏大的现象发生。
4）小组实验中发现通过实验台面板调节似乎无法改变内部默认参数，继电器动作阈值无法重新整定，动作电流始终为5A，导致实验中多次出现未按预期跳闸的现象发生。可能因为设备老化或内部模块未连接。
、实验一
线路出口瞬时性故障（100ms）：AN相 30ms单跳61QF的A和62QF的A 500ms合61QF的A和62QF的A
、实验二
线路出口瞬时性故障（100ms）：AB相 30ms三跳61QF和62QF 500ms三合61QF和62QF
、实验三
线路出口处永久性故障（600ms）：AN相 30ms单跳61QF的A和62QF的A 500ms合61QF的A和62QF的A 550ms三跳61QF和62QF
实验一：线路出口瞬时性故障（100ms）：AN相－>30 ms单跳线路两侧断路器A相－>500ms合线路两侧断路器A相
图2发电机测电流图3发电机测电压
图4无穷大侧电流图5无穷大侧电压
实验二：线路出口瞬时性故障（100ms）：AB相－>30 ms三跳线路两侧断路器－>500ms三合线路两侧断路器
图6发电机测电流图7发电机测电压
第四部分小结
1、动模与数模实验结果对比分析
、瞬时性故障
实验1和2都是瞬时性故障，波形基本一致说明动模与数模结果相似符合要求。值得说明的是实验一和实验二中，跳闸之后数模仿真中电流仍不为0，实验一中，故障线路中有较小的电流存在是由于只有A相发生跳闸BC中正常导通电流感应所致；实验，数字仿真三相跳闸后仍在故障线路中出现电流残余是由于线路两侧断路器短路阻抗未设置为无穷大所致。
图14发电机测电流图15发电机测电压
图16无穷大侧电流图17无穷大侧电压
实验五：线路中间50%处永久性故障（600ms）：AB相－>30 ms三跳线路两侧断路器－>500ms三合线路两侧断路器－>550ms三跳线路两侧断路器。
图18发电机测电流图19发电机测电压
图20无穷大侧电流图21无穷大侧电压
第三部分RTDS实验
图8无穷大侧电流图9无穷大侧电压
实验三：线路出口处永久性故障（600ms）：AN相－>30 ms单跳线路两侧断路器A相－>500ms合线路两侧断路器A相－>550ms三跳线路两侧断路器
图10发电机测电流图11发电机测电压
图12无穷大侧电流图13无穷大侧电压
实验四：线路中间50%处永久性故障（600ms）：AN相－>单跳线路两侧断路器A相－>500ms合线路两侧断路器A相－>550ms三跳线路两侧断路器
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
I_max(A)
备注
1
1
1
1
0
1
300
6.07
三相跳闸
0
1
0
1
0
1
300
5.36
三相跳闸
1
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0
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300
6.58
三相跳闸
0
1
1
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300
10.00
三相跳闸
表格3短路切除时间0.5s两相接地短路实验数据
QF1
QF2
QF3
QF4
QF5
QF6
P_max(W)
3
输电线路
正序
电阻
2.0917
10.8978
电抗
23.908
124.561
阻抗
24
125
阻抗角
85度
85度
零序
电阻
14.418
75.118
电抗
57.829
301.289
阻抗
59.6
310.5
阻抗角
76度
76度
5
变压器
高压侧电压
800V
500kV
低压侧电压
220V
6.3kV
容量
15kVA
1125MVA来自百度文库
电力系统综合实验报告
第一部分综合实验台
1、实验目的
通过实验加深对电力系统暂态稳定性内容的理解，在对不同类型短路数据的分析中锻炼独立思考的能力，进一步了解不同短路故障对电力系统的危害。
实验方式为在理想实验台上模拟最简单的电力系统暂态稳定性问题，以期巩固学生在前一阶段的学习中对相关内容的掌握。
2、实验原理与接线
电力系统中不同类型的短路故障引起的最大短路电流可由下式得到，推导过程可参见《电力系统分析》一书相关章节内容。
单相接地短路：
两相相间短路：
两相接地短路：
三相对称短路：
如下图1实验接线模拟了单机无穷大系统。
图1单机无穷大系统
3、实验结果与数据分析
、不同故障类型对短路电流影响
在下表中根据QF1~QF6的开断来选择单机无穷大系统的运行方式。XL1接入双回线运行、XL2接入双回线运行。