电力系统分析综合实验五：电力系统暂态稳定实验.pdf

课程名称：电力系统分析综合实验指导老师：成绩：
实验名称：电力系统暂态稳定实验实验类型：冋组冋学：

一、实验目的和要求(必填)二、实验内容和原理(必填)

三、主要仪器设备(必填)四、操作方法和实验步骤
五、实验数据记录和处理六、实验结果与分析(必填)
七、讨论、心得

一、实验目的和要求
1.通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解，使课堂理论教学与实践结合，提高学生的感性认识。
2.学生通过实际操作，从实验中观察到系统失步现象和掌握正确处理措施
3.用数字式记忆示波器测出短路时电流的非周期分量波形图，并进行分析
二、实验内容和原理
电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障
的扰动最为严重。

正常运行时发电机功率特性为：E°U0sinr.
1；

短路运行时发电机功率特性为：E0U0sin-2-
X；
2

故障切除发电机功率特性为；P二EoUoSin、3；
X
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对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条
件是切除故障角Sc小于Smax,Smax可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下，系统阻抗
X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，Smax也不同，使对故障切除的时
间要求也不同。

同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使Smax
增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系
统进入正常工作状态。这二种方法都有利于提高系统的稳定性。
三、主要仪器设备
(1)WL-04B微机励磁调节器；
(2)HGWT-03B微机准同期控制器；
(3)TSG-03B微机调速装置
(4)微机保护装置；
(5)模拟实验台
四、操作方法与实验步骤

1.单回路稳态非全相运行实验
首先按照稳态对称运行实验中运行方式1的线路开关状态进行线路开关的合闸和分闸，调整发电机输出的
有功、无功功率与稳态对称运行实验时一致，然后按以下步骤进行实验，比较其运行状态的变化。
操作步骤：
(1)微机保护定值整
定：同时按下微机保护装置上的“▲”、“▼”按钮，即会显示出“01-XXX”，通
过按下“+”、“―”按钮整定短路保护动作延迟时间为0.1秒—显示表示“01-0.10”；通过“▼”按钮
当显示切换为“02-XXX”时，通过按下“+”、“―”按钮整定重合闸动作延迟时间为100秒—显示表示
“02-100.”（*）;
（2）在操作台的故障单元，选择单相故障相（如选择A相时，按下A相”、“N相”开关，对应红色指示灯
亮）；
（3）在操作台的“短路时间”中，通过旋转其旋钮开关整定短路故障时间为0秒<t<100秒（*）；
（4）进行单相短路故障（按下故障单元中的“短路”开关），此时微机保护动作切除故障相，准备重合
闸，此时只有一回线路的两相在运行。观察此状态下的三相电流、电压值与三相对称运行方式进行比较；
（5）故障发生后重合闸成功，系统恢复到稳态对称运行实验运行方式1的状态。
2.短路对电力系统暂态稳定的影响
（1）短路类型对暂态稳定的影响
本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相间短路，两相接地短路和三相短路试验。
固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一回线发生某种类型短
路，经一定时间切除故障成单回线运行。短路的切除时间在微机保护装置中设定，同时要设定重合闸是否投切。
在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能
输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。Pmax为系
统可以稳定输出的极限，注意观察有功表的读数，当系统出于振
荡临界状态时，记录有功表读数，自动方式开机，建压，并网，待机组运行稳定后，在下面4种不同线路
组合下做各种短路试验，观察并记录短路发生时的最大有功Pmax。
3.研究提高暂态稳定的措施
（1）强行励磁
在微机励磁方式下短路故障发生后，微机将自动投入强励以提高发电机电势。观察它对提高暂态稳定的作用。
（2）单相重合闸
在电力系统的故障中大多数是送电线路（特别是架空线路）的“瞬时性”故障，除此之外也有“永久性故障”。在电力系统中
采用重合闸的技术经济效果，主要可归纳如下：①提高供电可靠性；②提高电力系统并列运行的稳定性；③对继电保护误动作
而引起的误跳闸，也能起到纠正的作用。
对瞬时性故障，微机保护装置切除故障线路后，经过延时一定时间将自动重合原线路，从而恢复全相供电，
提