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电力系统分析课程报告

姓 名 ******* 学 院 自动化与电气工程学院 专 业 控制科学与工程 班 级 *******

指导老师 *******

二〇一六年五月十三

一、同步发电机三相短路仿真

1、仿真模型的建立

选取三相同步发电机模型，以三相视图表示。励磁电压和原动机输入转矩Ef与Tm均为定常值1.0，且发电机空载。当运行至0.5056s时，发电机发生三相短路故障。同步发电机三相短路实验仿真模型如图1所示。

图1 同步发电机三相短路实验仿真模型

2、发电机参数对仿真结果的影响及分析 2.1 衰减时间常数Ta对于直流分量的影响

三相短路电流的直流分量大小不等，但衰减规律相同，均按指数规律衰减，衰减时间常数为Ta，由定子回路的电阻和等值电感决定（大约0.2s）。pscad同步发电机模型衰减时间常数Ta对应位置如图3所示（当前Ta=0.278s）。

图3 同步发电机模型参数Ta对应位置

1）Ta=0.278s时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图4所示。

图4 Ta=0.278s发生短路If波形

2）Ta=0.0278s时，直流分量的衰减过程（以励磁电流作为分析）如图5所示。

图5 Ta=0.278s发生短路If波形

2.2 短路时刻的不同对短路电流的影响

由于短路电流的直流分量起始值越大，短路电流瞬时值就越大，而直流分量的起始值于短路时刻的电流相位有关，即直流分量是由于短路后电流不能突变而产生的。

Pscad模型中对短路时刻的设置如图6所示

图6 Pscad对于短路时刻的设置

1）当在t=0.5056时发生三相短路，三相短路电流波形如图7所示。

图7 t=0.5056时三相短路电流波形

2） 当在t=0.6时发生三相短路，三相短路电流波形如图8所示。

图8 t=6时三相短路电流波形

2.3 Xd、Xd`、Xd``对短路电流的影响

1) Xd的影响

Pscad中对于Xd的设置如图9所示：

图9 Pscad对于D轴同步电抗Xd的设置

下面验证不同Xd时A相短路电流的稳定值。

i. Xd=1.014（标幺制，下同）时，仿真波形如图10所示

图10 Xd=1.014时A相短路电流波形

ii. Xd=10时，仿真波形如图11所示

图11 Xd=1.014时A相短路电流波形

2）Xd`的影响

在Pscad中暂态电抗Xd`的设置如图13所示：

图13 Pscad对于暂态电抗Xd的设置

下面验证不同Xd`时A相短路电流的暂态过程。