电力系统分析综合实验指导书.doc

电力系统分析综合实验指导书浙江大学电气工程学院电机工程学系浙江大学电力经济及信息化研究所2015年4月杭州·玉泉前言《电力系统分析综合实验》课程作为高等学校电气工程及其自动化专业（电力系统方向）的专业课程，希望通过学生自己动手，获得更强的实际系统概念，要求学生通过本课程学习，掌握发电机并网调节，稳态运行方式改变，有功和无功调节和暂态稳定。随着电力系统分析理论和方法研究的深入和完善，以及计算机技术的进步，电力系统数字模拟（数字仿真、即建立数学模型、列出数学方程并进行求解和分析）技术得到了迅速的发展和广泛的应用，并在实践中取得了巨大的成果和效益。同时作为电力系统研究和实验的另一种重要方法－电力系统动态模拟，同样是目前研究运行中的和筹建中的电力系统的重要工具，也是训练系统运行人员和电力系统专业的良好有效的教学工具。完整的电力系统分析要求既需要掌握电力系统数字模拟（数字仿真）技术，也需要掌握电力系统动态模拟技术。电力系统分析综合实验通过同步发电机准同期并列实验和对单机－无穷大系统的动态模拟，了解和掌握同步发电机的并网原理和操作；通过励磁控制实验，学习如何稳定电压，合理分配无功功率和提高电力系统稳定性；通过实际动态模拟系统的示范试验，学习利用动态模拟设备研究电力系统问题的综合知识和方法；学习试验研究结果的整理和分析、以及试验报告的制定。本实验采用的实验装置为武汉华工大电力自动技术研究所生产的“WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置”，示范实验为电力系统综合动模实验系统。编制：王康元校对：徐亮审核：江道灼！！！实验前必须认真学习实验指导书，切实掌握实验内容、操作步骤和有关注意事项。目录目录1第一章电力系统动态模拟2一．电力系统动态模拟原理及其特点3二．模拟要素3三．模拟比例和模拟系统额定值的选择5四．模拟试验中的测量6第二章电力系统分析实验装置7一、WDT-Ⅱ型电力系统综合自动化试验装置7二、电力系统综合动模实验系统9第三章同步发电机准同期并列实验11一．实验目的11二．原理与说明11三．实验项目和方法12四．分析与思考15第四章单机－无穷大系统实验16一．实验目的16二．原理与说明16三．实验项目和方法16四．分析与思考18第五章同步发电机励磁控制实验19一、实验目的19二、原理与说明19三、实验项目和方法20四分析与思考29第六章电力系统暂态稳定实验30一、实验目的30二、原理与说明30三、实验项目与方法31四、分析和思考35第一章电力系统动态模拟一．电力系统动态模拟原理及其特点电力系统动态模拟是一种根据相似原理建立起来的物理模拟，能保证在模拟系统上所反映的过程与实际系统中的过程相似，并且模型上的过程与原型的过程具有相同的物理实质，所以电力系统动态模拟实际上就是电力系统在实验室的复制品，是研究电力系统原型或预建电力系统的一个重要实验工具。电力系统动态模拟具有以下特点：1、能方便直观地重现实际电力系统的各种运行状态和暂态过程，因此具有比数学模型更接近第一性的特点；2、能方便重复地进行电力系统各类故障的实验研究，这种实验在实际电力系统中进行时往往受到种种限制，因而是很难经常全面进行的；3、对于某些新问题或物理过程由于受到现阶段认识的限制，很难确立对象的数学模型、写出数学方程，这时数字模拟就很难进行仿真，而物理模拟则可以研究这些物理过程并探求过程的本质；4、在动态模拟系统上可以接入工业用的控制、调节和保护装置，从而进行初步的运行考验，以检验其性能，同时为参数的整定和装置的改进提供依据；5、动态模拟具有一定的通用性，能较方便地模拟不同的电力系统。因此，电力系统动态模拟是目前研究运行中的和筹建中的电力系统的重要工具，也是训练系统运行人员和电力系统专业的良好有效的教学工具。它与数字模拟相配合，才能保证电力系统的实验研究工作的有效性和可靠性。二．模拟要素电力系统动态模拟包括同步发电机、原动机、变压器、输电线路、负荷、等值系统（相当于无限大系统）模拟等：·同步发电机模型机的参数（同步电抗、瞬变电抗、超瞬变电抗、负序电抗、零序电抗、时间常数和惯性时间常数等）按与原型机的标么值相等的条件进行模拟。·原动机在研究现代电力系统运行及其过渡过程时，仅仅考虑系统中各电路元件的参数和特性是不够的，还必须考虑包括调速系统在内的整个原动机的特性。在电力系统动态模拟上，一般不去研究原动机内部的过程和它的结构，主要是研究电力系统中的机电过程，所以原动机的模拟要求反映其轴上转矩变化过程与原型机相似。·变压器电力系统动态模拟研究的是电力系统的电磁过程，因此可以一个集中参数元件来模拟（变压器短路电抗、铜耗、短路损耗、额定电压下的空载励磁电流、空载损耗、零序电抗的标么值及标么空载特性与原型相等）。模拟变压器初级与次级绕组都分成许多组，通过串、并联的方法获得模拟所要求的变比。磁路系