PSCAD的电力系统仿真大作业2

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1、电力系统分析课程报告姓名*******学院自动化与电气工程学院专业控制科学与工程班级*******指导老师*******二〇一六年五月十三一、同步发电机三相短路仿真1、仿真模型的建立选取三相同步发电机模型，以三相视图表示。励磁电压和原动机输入转矩Ef与Tm均为定常值1.0，且发电机空载。当运行至0.5056s时，发电机发生三相短路故障。同步发电机三相短路实验仿真模型如图1所示。图1同步发电机三相短路实验仿真模型2、发电机参数对仿真结果的影响及分析2.1衰减时间常数Ta对于直流分量的影响三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均

2、按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路的电阻和等值电感决定（大约0.2s）。pscad同步发电机模型衰减时间常数Ta对应位置如图3所示（当前Ta=0.278s）。图3同步发电机模型参数Ta对应位置1）Ta=0.278s时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图4所示。图4Ta=0.278s发生短路If波形2）Ta=0.0278s时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图5所示。图5Ta=0.278s发生短路If波形2.2短路时刻的不同对短路电流的影响由于短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大，而直流分量

3、的起始值于短路时刻的电流相位有关，即直流分量是由于短路后电流不能突变而产生的。Pscad模型中对短路时刻的设置如图6所示图6Pscad对于短路时刻的设置1）当在t=0.5056时发生三相短路，三相短路电流波形如图7所示。图7t=0.5056时三相短路电流波形2）当在t=0.6时发生三相短路，三相短路电流波形如图8所示。图8t=6时三相短路电流波形2.3Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响1)Xd的影响Pscad中对于Xd的设置如图9所示：图9Pscad对于D轴同步电抗Xd的设置下面验证不同Xd时A相短路电流的稳定值。i.Xd=1.0

4、14（标幺制，下同）时，仿真波形如图10所示图10Xd=1.014时A相短路电流波形i.Xd=10时，仿真波形如图11所示图11Xd=1.014时A相短路电流波形2）Xd`的影响在Pscad中暂态电抗Xd`的设置如图13所示：图13Pscad对于暂态电抗Xd的设置下面验证不同Xd`时A相短路电流的暂态过程。i.Xd`=0.314时A相短路电流的波形如图14所示：图14Xd`=0.314时A相短路电流波形i.Xd`=1时A相短路电流的波形如图15所示：图15Xd``=1时A相短路电流波形3）Xd``的影响这里次暂态电抗Xd``与暂态电抗

5、Xd`相似，Xd``影响的是短路后的次暂态过程。在Pscad中次暂态电抗Xd``的设置如图16所示：图16Pscad对于次暂态电抗Xd``的设置下面验证不同Xd``时A相短路电流的暂态过程。i.Xd``=0.28时A相短路电流的波形如图17所示：图17Xd``=0.28时A相短路电流波形i.Xd``=0.9时A相短路电流的波形如图18所示：图18Xd``=0.9时A相短路电流波形2.4Td`、Td``对短路电流的影响在Pscad中衰减时间常数的设置如图19所示：图19Pscad对于衰减时间常数的设置1）下面验证不同Td`时A相短路电流

6、暂态交流分量衰减速度。i.Td`=6.55时短路励磁电流的波形如图20所示图20Td`=6.55时短路励磁电流的波形i.Td`=1.55时短路励磁电流的波形如图21所示图21Td`=1.55时短路励磁电流的波形1）下面验证不同Td``时A相短路电流暂态交流分量衰减速度。i.Td``=0.039时短路励磁电流的波形如图22所示图22Td``=0.039时短路励磁电流的波形ii.Td``=3.039时短路励磁电流的波形如图23所示图23Td``=3.039时短路励磁电流的波形二、简单电力网络的线路故障仿真1、仿真模型的建立仿真模型预览图根

7、据题目要求，建立如图24所示的仿真模型。图24简单电力网络仿真模型i.三相电源参数、输电线路（π型等值电路）参数对应在仿真模型中的设置位置如图25（a）（b）所示。图25（a）电源参数设置位置注：题目要求中两侧电源电势夹角为15°，即两侧Phase值相差15°。图25（b）π型等值电路参数设置位置i.变压器参数设置如图26所示，变压器采用星三角连接且不接地，零序电流不流通。图26变压器模型参数设置位置2、输出通道的设计由于题目要求三相电压电流的瞬时波形和向量图，所以需要设计不同的输出通道。瞬时波形用覆盖图形和分离图形显示(如图27所示

8、）；相量图需要将各相电气量经过FFT模块处理（如图28所示），采用其幅值相位模式，用处理完成后的基波表示（如图29所示），用向量仪显示效果（如图30所示）。图27瞬时波形显示方式图28FFT处理模块图29FFT模式选择图