实验3 暂态稳定分析实验

一、 实验目的

①进一步认识电力系统暂态失稳过程，学会绘制摇摆曲线；

②掌握影响电力系统暂态稳定的因素，掌握故障切除时间（角）对电力系统暂态稳定的影响；

③掌握提高电力系统暂态稳定的方法。 二、实验内容

① 电力系统暂态失稳实验；

② 故障类型对电力系统暂态稳定的影响； ③电力系统暂态稳定的影响因素实验。

三、实验使用工程文件及参数

① 工程文件名：暂态稳定分析实验，输入参数（如图15-6）： G1：300+j180MVA（PQ节点）

变压器B1：Sn=360MVA，变比=18/242 kV，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％； 变压器B2：Sn=360MVA，变比=220/18kV，Uk％=10.5％，Pk=128kW，P0=40.5kW，I0/In=3.5％； 固定频率电源S：Un=18 kV（平衡节点）；

线路L1、L2：长度：100km，电阻：0.02Ω/km，电抗：0.3256Ω/km，电纳：2.74×10S/km。

四、实验方法和步骤

① 电力系统暂态失稳实验

打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件。该工程中有一个双回线网络，并带有一个故障点，模拟电力系统发生故障后的暂态失稳现象。网络结构图如图15-6所示，输入给定参数，完成实验系统建立。

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图15-6 带故障点双回路网络结构图

运行仿真，在输出图页上观察故障前系统稳定运行时的电压、电流波形，以及在发生故障后，系统失稳状态的电压、电流波形，并将电压电流波形记录到图15-7和图15-8(仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：0.5秒；故障距离：50％；故障类型：三相短路)。

② 故障类型对电力系统暂态稳定的影响

实验模型①中，在故障点设置不同类型短路，按表15-6运行仿真，观察结果，记录波形。 (故障跳闸：仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：0.5秒；故障距离：

50％；断路器第一次动作时间（分闸）：5.5秒；

故障不跳闸：仿真时间：15秒；故障时刻：第5秒；故障持续时间：10秒；故障距离：50％；)

表15-6 不同类型故障对暂态稳态的影响

（故障前/故障时/故障后电压电流输出波形、发电机输出功率波形）

故障跳闸 故障不跳闸 结论 单相短路 两相短路 两相接地短路 三相短路 1不跳闸 三相短路

单相接地

两相短路

两相接地

2跳闸 单相短路

两相短路

两相接地

三相

③电力系统暂态稳定的影响因素实验

打开名为“暂态稳定分析实验”的工程文件，该工程中有一个双回线网络，并带有一个故障点，网络结构图如图15-9所示，输入给定参数，完成实验系统建立。将发电机的有功功率P设置为0，调整发电机电压为18KV，仿真时间为15秒，故障时刻为第5秒，故障持续时间为0.5秒，故障距离为50％。

图15-9 双回路带故障的结构图

a 运行仿真，在监控图页上不断改变发电机的输出功率，通过短路故障来得出暂态稳定极限功率。分别进行以下类型的故障：单相接地短路、两相短路、两相接地短路、三相短路，分别求出相应的暂态稳定极限。 b 将故障持续时间改为1.0秒，重复a的实验内容，并求出各种故障条件下的暂态稳定极限。 c 将故障地点改为线路末端，重复a的实验内容，并求出各种故障条件下的暂态稳定极限。 将以上实验a、b、c所得的暂态稳定极限填入表15-7中。

表15-7 暂态稳态极限值记录表

顺序排列 a b c 结论 单相接地 300 300 300 300 300 300 两相短路 300 300 300 两相接地 300 208 251 三相短路 改变持续时间和故障地点只有对三相短路影响较大

五、思考题

① 什么叫电力系统暂态稳定？暂态稳定极限和哪些因素有关？

电力系统暂态稳定是指电力系统在某个运行情况下突然受到大的扰动后，能否经过暂态过程达到新的稳态运行状态或恢复到原来的状态；暂态稳定极限和发电机的有功功率，发电机电压，仿真时间，故障时刻，故障持续时间，故障距离有关

② 用实验结果说明故障切除时间（角）对系统暂态稳定性的影响。

切除角大于极限切除角，系统会失去稳定；切除角小于极限切除角则一直保持稳定！