利用PSCAD軟件對電力系統(tǒng)發(fā)生故障時的電磁暫態(tài)進行分析
摘 要
82頁近5萬余字，包含外文翻譯、外文原文、符號說明等。
電力系統(tǒng)正常運行的破壞多半是由短路故障引起的，如大的短路電流使元件破損，電壓的驟降造成系統(tǒng)解裂甚至崩潰，對周圍設備的電磁干擾等。發(fā)生短路時，系統(tǒng)從一種狀態(tài)變到另一種狀態(tài)，并伴隨產(chǎn)生復雜的電磁暫態(tài)現(xiàn)象。所以有必要對電力系統(tǒng)發(fā)生故障時的電磁暫態(tài)進行分析。
本設計利用PSCAD軟件建立相關的電力系統(tǒng)模型，包括：變壓器模型、同步發(fā)電機模型、輸電線模型、負荷模型等。把各個模型搭建在一起，從而得到與數(shù)學模型相對應的仿真模型。利用EMTDC進行模擬計算，并得到各個參數(shù)的曲線，說明各個參數(shù)的變化情況，并根據(jù)曲線進行比較分析得出結論。
本設計建立了簡單電力系統(tǒng)和復雜電力系統(tǒng)，并對其重要參數(shù)進行分析比較，得出了三相短路是最嚴重的短路，其次依次是兩相接地短路、單相短路和兩相短路；系統(tǒng)越復雜則穩(wěn)定性越好；阻抗越小則電網(wǎng)強度越大等結論。
關鍵詞：電力系統(tǒng)；暫態(tài)；短路 ；PSCAD/EMTDC

















Abstract

The electrical power system normal operation destruction is mostly caused by the short circuit failure. For example, the great short-circuit current enable the element mangle, the voltage to plummet creates the system solution crack even collapse, interfere to periphery equipment and so on. When the short circuit occurs, condition of the system from one change to another, and concomitance has the complex electromagnetism transition condition phenomenon. Therefore it is necessity to carry on the analysis to the electrical power system of electromagnetism transition condition.
This design uses the PSCAD software establishing electrical power system model, including: Transformer model, synchronous generator model, transmission line model, load model and so on. Each model builds in together, thus obtains the simulation model which corresponds with the mathematical model. Carry on the analog computation using EMTDC, and obtain each parameter curve, explain the change situation of each parameter, and carry on the comparative analysis according to the curve to draw the conclusion.
This design has established the simple electrical power system and the complex electrical power system, and carries on the analysis comparison to its important parameter, educe the conclusions that the three-phase short circuit is the most serious short circuit, in turn next is two docking short circuits, the single-phase short circuit and two short-circuits; The electrical power system is intricater then the stability is better; The impedance is smaller then the electrical network intensity is bigger and so on
Keywords：Electrical power system ；transient； Short circuit；PSCAD/EMTDC








目 錄

引言…………………………………………………………………………………………1
第一章 緒論 ………………………………………………………………………………2
1．1 電力系統(tǒng)分析簡介 ………………………………………………………………2
1．1．1 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 ………………………………………………………2
1．1．2 電力系統(tǒng)故障分析 ………………………………………………………2
1．1．3 電力系統(tǒng)暫態(tài)分析 ………………………………………………………3
第二章 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)基本理論 ……………………………………………………4
2．1 基本概念 …………………………………………………………………………4
2．1．1 短路產(chǎn)生的原因 …………………………………………………………4
2．1．2 短路的后果 ………………………………………………………………4
2．2 短路故障類型 ……………………………………………………………………4
2．2．1 三相短路 …………………………………………………………………5
2．2．2 兩相短路接地 ……………………………………………………………9
2．2．3 兩相短路 ………………………………………………………………11
2．2．4 單相短路 ………………………………………………………………12
2．3 電磁暫態(tài)過程計算的基本解法…………………………………………………14
第三章 PSCAD/EMTDC軟件介紹 ……………………………………………………16
3．1 PSCAD/EMTDC軟件功能簡介…………………………………………………16
3．1．1 PSCAD/EMTDC軟件簡介 ……………………………………………16
3．1．2 PSCAD／EMTDC的功能 …………………………………………………16
3．1．3 PSCAD／EMTDC主要特點 ………………………………………………17
3．2 PSCAD/EMTDC模塊介紹 …………………………………………………………18
3．2．1 文件管理系統(tǒng) …………………………………………………………18
3．2．2 各種模塊簡介 …………………………………………………………19
第四章 電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)數(shù)學模型建立………………………………………………21
4．1 輸電線數(shù)學模型的建立…………………………………………………………21
4．1．1 輸電線數(shù)學模型 ………………………………………………………21
4．1．2 輸電線模型建立 ………………………………………………………25
4．2 同步發(fā)電機數(shù)學模型的建立 …………………………………………………26
4．2．1 同步發(fā)電機數(shù)學模型 …………………………………………………26
4．2．2 同步機模型建立 ………………………………………………………32
4．3 變壓器數(shù)學模型的建立 ………………………………………………………34
4．3．1 變壓器數(shù)學模型 ………………………………………………………34
4．3．2 變壓器模型的建立 ……………………………………………………41
4．4 電力系統(tǒng)數(shù)學模型的建立 ……………………………………………………42
4．4．1 電力系統(tǒng)數(shù)學模型 ……………………………………………………42
4．4．2 電力系統(tǒng)模型的建立 …………………………………………………42
第五章 單機無窮大電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真 …………………………………………44
5．1 三相短路故障仿真 ……………………………………………………………44
5．2 兩相短路接地故障仿真 ………………………………………………………47
5．3 兩相短路故障仿真 ……………………………………………………………51
5．4 單相短路故障仿真 ……………………………………………………………54
5．5 仿真結果分析 …………………………………………………………………58
5．5．1 分析各種短路的相同點和區(qū)別 ………………………………………58
5．5．2 阻抗對電網(wǎng)強度的影響 ………………………………………………59
第六章 復雜電力系統(tǒng)電磁暫態(tài)仿真 …………………………………………………63
6．1 三相短路故障仿真 ……………………………………………………………63
6．2 兩相短路接地故障仿真 ………………………………………………………66
6．3 兩相短路故障仿真 ……………………………………………………………69
6．4 單相短路故障仿真 ……………………………………………………………72
6．5 仿真結果分析 …………………………………………………………………75
結論………………………………………………………………………………………76
參考文獻…………………………………………………………………………………77
謝辭………………………………………………………………………………………78






參考文獻

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