实验报告1：同步发电机三相短路仿真实验

电力系统;实验报告;电力暂态

《电力系统暂态分析》课程实验报告

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一、实验目的

1. 学会用PSCAD软件搭建简单电力系统的仿真模型。

2. 在考虑和不考虑发电机的阻尼绕组的情况下，发电机空载运行时设置

永久性的三相对称短路故障，观察短路电流的衰减变化。

3. 学会正确分析仿真结果，与教材上的相关内容进行对比，并总结规律。

二、实验内容及步骤

1.在PSCAD软件中搭建如图1所示仿真模型。

图1 仿真模型示意图

2.选择标准同步发电机，其参数设置如图2所示。

3.选择三相两绕组变压器，其参数设置如图3所示。

4.选择三相负荷，其参数设置如图4所示。

5.选择三相故障装置，故障类型设为A、B、C三相故障。故障开始时间

为0.2 s，故障持续时间为25s，设置如图5所示。

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图2 发电机参数 图3 变压器参数

图4 负荷参数 图5 故障控制时间

6. 搭建模型截图如图6所示

图6 单机无穷大系统仿真模型

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7. 运行图6所示模型，0.2s发生三相短路，仿真时间为1s。测量短路电压Ea，短路电流I，以及各相电流分量Ia、Ib、Ic，励磁电流If，依次截图如图7所示。

图7 短路电流和励磁电流仿真曲线

回答问题：

1. 图7所示，如果改变故障开始时间，分别设置为0.1s和0.8s,对于故障电压电流有没有影响，有何影响？

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由图可见改变故障开始时间对故障电压和电流会产生影响。若时间过短，相关电量还未进入稳态状态便故障突变，其中对励磁电流的影响较大，励磁电流增加的更大。

2. 图7中，励磁电流的直流和交流分量的衰减与哪些因素相关？定子电流的直流和交流分量的衰减与哪些因素相关？

答：励磁电流的直流分量的衰减和励磁绕组有关。交流分量衰减和转子回路的参数有关；定子电流的直流分量的衰减和定子回路的电感有关。交流分量衰减与转子回路参数有关。

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3. 当发生AB两相短路故障时，3相电压和电流有何变化？自己设置故障并进行仿真，给出仿真图形。

可以看出C相电流在AB两相短路刚开始短路时基本不怎么发生改变，时间越长受影响越大；A、B相电压电流变化剧烈，变化幅值相同，振荡后衰减到稳态短路电流。

4. 当发生AB两相短路接地故障时，3相电压和电流有何变化？自己设置故障并进行仿真，给出仿真图形。

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中已经没有A,B相电压分量可以看出A，B相电压故障后迅速衰减为0，E

a

了，而C相电压故障后振荡加剧，幅值增大趋于稳态。A,B相电流经过一段时间的衰减后等幅振荡，趋于稳态短路状态。

5. 当发生C相单相接地故障时，3相电压和电流有何变化？自己设置故障

并进行仿真，给出仿真图形。

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C相接地短路后，C相电压为0，而C相电流幅值增大之后趋于稳态；A,B相电压增大，电流保持不变。