实验二 电力系统故障仿真分析

1、实验目的

1）能熟练运用计算机对不同的短路故障进行仿真；

2）能够分析各种短路故障下电压电流的变化过程；

3）掌握不对称短路的分析方法；

2、预习要求

复习《电力系统分析》中电力系统故障分析的相关内容，了解电力系统短路故障时的电磁暂态过程。

3、实验内容及步骤

利用实验一建成的系统模型，完成以下实验内容：（ 故障开始时间均为0.4，故障持续时间1s）

1）在AB段任选一处设单相接地故障，在过渡电阻分别为0、50欧、100欧和200欧时，仿真并记录故障点的三相电压电流波形。

2）在AB段首端10km处、AB段200km处及BC段末端10km处分别设单相接地故障，过渡电阻分别为0，仿真并记录故障点的三相电压电流波形。（对传输线重新分段）

3）同时在AB段，BC段任选一处设相间接地短路，过渡电阻为0，仿真并记录两个故障点的三相电压电流波形；

4）同时在AB段，AD段任选一处设相间短路，等效过渡电阻为0，仿真并记录两个故障点的三相电压电流波形；

实验仿真结果：

故障开始时刻：0.4s；故障持续时间：1.0s；仿真时间1.6s。

1、单相接地故障发生在线路AB的中点：

过渡电阻为0Ω，点A处的电压、电流波形

（2）过渡电阻为50Ω，点A处的电压、电流波形

（3）过渡电阻为100Ω，点A处的电压、电流波形

（4）过渡电阻为200Ω，点A处的电压、电流波形

2、过渡电阻为0时，单相接地故障发生在不同位置：

（1）距AB段首端10km处，点A处的电压、电流波形

（2）距AB段首端200km处，点A处的电压、电流波形

（3）距BC段末端10km处，点B处的电压、电流波形

3、接地电阻为0，三相接地故障发生在变压器出口处：

故障点的电压和电流波形

4、思考题

1）电力系统常见的故障有哪些？

答：常见的有短路故障和短线故障。短路故障分为对称对路和不对称短路。

2）简述短路故障时电压电流的变化及其危害。

答：一般来说，发生短路之后，短路的部分电压会变小直至消失，电流会增大，因而对于非故障部分，与短路部分串联情形下电压应该是会增大的，电流也可能增大，这也是造成电子器件烧坏的原因；而在并联情形下非故障部分电压是会减小至消失的，也就最终不会有电压，从而不能正常的工作。

3）短路电流和过渡电阻有什么关系？

答：过渡电阻是一种瞬间状态的电阻。当电器设备发生相间短路或相对地短路时，短路电流从一相流到另一相或从一相流入接地部位的途径中所通过的电阻。相间短路时，过渡电阻主要是电弧电阻。接地短路时，过渡电阻主要是杆塔及其接地电阻。一旦故障消失，过渡电阻也随之消失。

4）哪些是对称短路？哪些是不对称短路？有什么区别？

答：单相接地短路、两相接地短路、两相相间短路等属于不对称短路。三相短路属于对称短路。

5）不同地点发生短路时，短路电流相同吗？

答：不同