电力系统综合实验指导书

电力系统仿真实验指导书
南华大学电气工程系 2016 年 9 月
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实验一 大电流接地系统短路故障仿真实验
一、实验目的与要求 通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统各类短路故障的特点，使学生通过
系统进行物理模拟和数学模拟，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达 到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。
本实验要求学生掌握 Simulink 中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的 基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。 二、实验内容
搭建如图 1-1 所示的系统模型并仿真，该系统有 3 个电源，4 条输电线路，在 Line1 的末端设置各种类型的短路故障，观察示波器中的电压和电流波形，记录下故障电压电流 的有效值。
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图 1-1 大电流接地系统短路故障的 Simulink 仿真模型
三、实验仪器设备及耗材 1.每组计算机 1 台、软件 Matlab7.0 套。 四、实验原理 1、SimuLink 简要说明
SimuLink 是基于 MATLAB 的图形化仿真设计环境，它是 MATLAB 提供对系统进行建模、 仿真和分析的一个软件包。它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础之 上采用 MATLAB 引擎对动态系统在时域内进行求解。
进入 SimuLink 的 2 种方法： 1)在MATLAB命令行中敲出SimuLink，回车，就打开了SimuLink。 2)点击工具栏中的按钮，看图：
图1-2 进入Simulink
2、SimPowerSystems 说明 SimuLink 下的 SimPowerSystems 可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路的建
模与仿真分析，它提供了典型的电气设备和元件，比如变压器、传输线、电机、电力电子 器件等等。
进入 SimPowerSystems 的 2 种方法： 1)在MATLAB命令行中敲出powerlib，回车，就打开了SimPowerSystems的元件库。 2)进入 simulink 环境，从左侧的选出 SimPowerSystems，看图：
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图1-3 进入SimPowerSystems
Electrical Sources，电源库，有各种电源，交流电压源、交流电流源、直流电压源、受控 电压源、受控电流源、电池、三相电源、三相可编程电压源。 Elements，元件库，有开关、传输线、电阻、电感、电容、变压器、故障等。 Machines，电机库，里面有各种各样的电机，同步、异步、永磁、步进等，还分别给出了部 分电机的简化模型和详细模型，SI单位制模型和标幺值模型。 Measurements，测量库，里面有各种测量设备，电压、电流、阻抗测量，三相电流电压测量， 还有万用表。 Power Electronics，电力电子库，里面包括二极管、晶闸管、理想开关、通用桥、IGBT等 电力电子器件。 Application，应用库，这里面是一些整合的应用小系统，有风力发电机、特种电机等。 Extra Library，附加库。含有 control block、discrete control block、discrete measurements、measurements、phasor library 等子库。中间就有 PLL，单稳态、PWM 发 生器、FFT、有功无功测量、有效值、平均值、相量测量等等非常有用的模块 五、主要技术重点、难点 设置算法、故障模块使用、连线的分支 六、实验步骤 1、新建一个simulink model文件。首先进入simulink界面。就像其他windows应用程序一样， 可以通过点击“新建”快捷菜单，这个图标长的和Word中的新建是很像的；可以使用快捷键 Ctrl+N；可以通过file->new->model。
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2、保存新建的文件。文件格式为mdl。保存有三种操作方法：快捷菜单、快捷键和菜单操作。 3、按照实验内容要求，将需要的模块“拖出来”。拖出来的分解动作是：左键选中模块， 按住左键将其拖拉到工作空间中。
仿真电路中各模块名称及提取路径
模块名
提取路径
电源 Three-phase source
SimPowerSystems/Eletrical Sources
线路 Distributed Parameters Line
SimPowerSystems/Elements
三相压电流测量模块 Three?PhaseV?I Measurement SimPowerSystems/Measurements
三相故障模块 Three?Phase Fault
SimPowerSystems/Elements
有效值测量模块 RMS
SimPowerSystems/Exira Library/ Measurements
三相序分量分析模块 Three-phase-Sequence-Analyzer SimPowerSystems/Exira Library/ Measurements
示波器模块 Scope
Simulink/Sinks
4、重命名拖出来的模块。命名原则就是能根据名称看出它的功能；尽量简洁；符合行业规 定和一般习惯。比如，电压源一般命名为Vs，等效电阻命名为R_eq。 5、旋转模块。选中模块，鼠标右击执行菜单Format\Rotate Block。 6、对各个模块进行参数设置。
电源采用“Three-phase source”，参数设置如图 1-4 所示，电源 E2、E3 的 A 相电势初 相位分别为 300、600，其他设置与 E1 相同。
输电线路仿真模块采用“Distributed Parameters Line”分布参数模型，Line1 的参数设 置如图 1-5 所示。线路 Line2、Line3、Line4 的长度分别为 150km、260km、300km，其他 设置与 Line1 相同。
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图 1-4 电源参数设置
图1-5 线路参数设置 5

图1-6 故障类型设置
故障类型分别设置为三相短路、A相接地短路、AB两相接地短路、AB两相相间短路，故 障时间从0.08s开始，0.12s结束。 7、根据实验内容添加测量模块。添加三相电压电流测量模块、有效值测量模块、三相序分 量分析模块。
图1-7 有效值测量模块设置 6

图1-8 三相序分量分析模块
三相序分量分析模块求解选项Sequence设置为 Zero，求解零序分量。 8、添加显示设备（scope），将测量模块的输出接到显示设备（scope）。 9、连线
先将光标指向连线的起点，待光标变为十字后，按下鼠标左键后拖动至终点，释放鼠 标。如果一个起点连接多个终点，将产生分支，操作方法如下： 1)将光标指向分支线的起点(即在已有信号线上的某点)。 2)按下鼠标右键，看到光标变为十字；或者按住键，再按下鼠标左键。 3)拖动鼠标，直至分支线的终点处。 10、设置算法 依次点击菜单simulation->configuration parameters或者使用快捷键Ctrl+E。出现：
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图1-10 仿真参数设置
算法设置为ode23tb，仿真时间长度设置为0.2秒，其他保持为默认值。
11、开始仿真。启动仿真有三种方法。一是直接点击工具栏中的仿真按钮，是一个向右的黑
三角，长的十分像播放器的“播放”按钮。第二种是菜单simulation->start。第三种就是使用
快捷键Ctrl+T。
12、双击打开 scope，观看电压、电流波形情况，记录下电压电流的有效值数据。建议查
看曲线时鼠标右击选择菜单 AutoScale 使曲线以合适的大小显示。
故障前
短路电流最大时刻对应的电压、电流
U
I
Ua Ia Ub Ib Uc Ic U0
I0
三相短路
A 相接地
AB 两相接地
AB 两相相间短路
七、实验报告要求
1、给出输电线路故障的仿真模型
2、说明建模步骤和仿真过程
3、给出不同短路类型下的电压、电流瞬时值波形。
4、给出零序电压、零序电流的有效值曲线。
5、整理不同短路类型下获得实验数据。
6、通过对比，对不同短路类型进行定性分析。
八、实验注意事项
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注意三相测量模块、有效值测量模块、三相序分量分析模块之间的连接 九、思考题 1、什么是短路电流的最大有效值？其计算公式如何？ 2、不同的短路类型，短路电流有什么特征？电压有什么特征？
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实验二 简单电力系统暂态稳定性仿真
一、实验目的与要求 通过实验教学加深学生的基本概念，了解系统遭受大干扰后(比如短路故障)系统能否
稳定运行与故障切除时间等因素紧密相关，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对 简单电力系统暂态稳定仿真实验，以达到理论联系实际的效果，增强对系统稳定性的认识 与理解，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。
本实验要求学生掌握 Simulink 中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的 基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。 二、实验内容
对如图 2-1 所示的单机无穷大系统，分析在 f 点发生短路故障，通过线路两侧开关同 时断开切除线路后，系统的暂态稳定性。
图2-1 单机无穷大系统原理图
发电机的参数：
SGN=352.5MWA,PGN=300MW,UGN=10.5Kv,xd=1,xd’=0.25,xd”=0.252,xq=0.6,xl=0.18,
Td’=1.01,Td”=0.053,Tq0”=0.1,Rs=0.0028,H(s)=4s;TJN=8s,负序电抗：x2=0.2 变压器 T-1 的参数:STN1=360MVA,UST1%=14%,KT1=10.5/242; 变压器 T-2 的参数:STN2=360MVA,UST2%=14%,KT2=220/121;
线路的参数：l=250km,UN=220K,XL=0.41 欧/km，rL=0.07 欧/km，线路的零序电抗为正序电
抗的 5 倍。 三、实验仪器设备及耗材 1.每组计算机 1 台、软件 Matlab7.0 套。 四、实验原理 1、powergui说明
powergui是一个环境模块，它利用Simulink功能连接不同的电气元件，是分析电力系统
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模型有效的图形化用户接口工具。任何一个含有SimPowerSystems模块的模型中必须含有一 个。它储存了电路模型的等效数学模型（状态空间方程）。没有它，仿真不能启动，会给出 一个错误提示。
1）powergui模块可以显示系统处于稳定状态时的电流和电压及电路所有状态的变量值。 为了执行仿真，powergui模块允许修改初始状态。
2）Powergui可以执行负载潮流计算。 3）当电路中出现阻抗测量模块时，powergui也可以显示阻抗随频率变化的波形。 4）可以生成扩展名为rep的结果报告文件。 powergui指定了解电路的方法。主要有：1)使用变步长Simulink求解策略的（时间）连 续方法；2）理想开关（时间）连续方法；3）固定时间步长的（时间）离散方法；4）相量 方法。 找到powergui的2种方法： 1）在simulink库浏览器的树形目录左侧点一下SimPowerSystems,右侧显示出来的图表中 最后一个就是它。 2）直接在MATLAB的命令行里敲进powerlib，调出powerlib库，它也是出现在最后一个。 2、SimPowerSystems 工作机制 每次仿真的时候，都要调用一个特殊的初始化机制。这个初始化机制计算出电路模型的 状态空间模型，搭建出可以供Simulink软件仿真的等价模型。这个机制的等效步骤是这样的： 1) 将所有的SimPowerSystems模块分为线性和非线性两类，提取模块的参数，得出模型的网 络拓扑结构。每一个电气节点自动赋予一个节点标号。 2) 网络拓扑得到后，线性模块的状态空间模型（矩阵A、B、C、D）被计算。本阶段，同时 完成所有的稳态计算和初始化。 3) 搭建起电路模型的 Simulink 模型，将其存储于 Powergui 模块中。 五、主要技术重点、难点 同步发电机模块、调速器模块、励磁控制器模块、发电机参数输出模块的使用 六、实验步骤
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仿真电路中各模块名称及提取路径
模块名
提取路径
发电机模块 Synchronous Machine pu Standard
SimPowerSystems/machines
发电机调速器模块 Hydrauic Turbine and Governor
SimPowerSystems/machines
发电机励磁模块 Excitation System
SimPowerSystems/machines
三相双绕组变压器 Three-Phase Transformer(Two Windings)SimPowerSystems/Elements
电力图形用户界面模块 Powergui
SimPowerSystems 或者 输入命令 powerlib
Bus Selector 模块
Simulink/Single Routing
三相电源模块 Three-phase source
SimPowerSystems/Eletrical Sources
输电线路模块 Three-phase PI Line
SimPowerSystems/Elements
三相 RLC 并联负荷模块 Three-Phase Parallel RLC Load SimPowerSystems/Elements
三相压电流测量模块 Three?PhaseV?I Measurement
SimPowerSystems/Measurements
三相故障模块 Three?Phase Fault
SimPowerSystems/Elements
三相断路器模块 Three-Phase Breaker
SimPowerSystems/Elements
终端连接器模块 Terminator
Simulink/Sinks
示波器模块 Scope
Simulink/Sinks
1、按照图 2-2 把各个模块从 Sinmulink 库中提取出来，放在合适的位置。
图2-2 暂态稳定性SimuLink仿真模型图 12

图2-3 发电机模块参数设置
2、设置各模块参数 1)在仿真模型中，发电机采用” Synchronous Machine pu Standard”模型，额定容量为352.5MWA， 额定电压为10.5Kv,参数设置如图3-3所示。 发电机调速器模块设置如图2-4所示：
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图2-4 发电机调速器模块参数设置 发电机励磁控制系统模块设置如图2-5所示：
图2-5 发电机励磁控制模块参数设置
发电机模块输出参数m由两个Bus Selector引出，一个Bus Selector将运行参数反馈到调速 器和励磁系统，另一个Bus Selector将信号输出到 Scope显示。其中一Bus Selector设置如
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图2-6所示，另一个Bus Selector设置按照模型2-2进行。
图2-6 发电机运行参数m由Bus Selector引出
2)无穷大系统采用”Three-phase source”模型，其参数设置如图2-4所示。
图2-7 无穷大系统等值电源模块参数设置
3）和发电机相连的升压变压器参数设置如图2-8所示。和无穷大系统相连的降压变压器参数 设置：原边高压侧ABC接线方式为Yg，电压阻抗参数分别为220e3、0、0.07，低压侧接线方 式为Delta(D1)，电压阻抗参数分别为110e3、0、0.07。其他设置和升压变压器设置相同。
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图2-8 升压变压器模块参数设置
4）线路模型采用三相”Π ”形等值线路模块，参数设置如图2-9所示：
图2-9 输电线路参数设置
5）故障点的故障类型等参数采用三相线路故障模块”Three-Phase Fault”来设置，由于故 障后线路两侧的断路器应同时断开切除线路，所以模型中的两个断路器模块Breaker的动作 参数应与故障模块中的动作参数设置相配合。在故障模块中设置故障类型为AB两相接地故 障，Transition time(s)设置为[0.1 9]，即0.1s时发生故障，9s时结束。
如果在故障后0.1s切除线路，则两个断路器模块的参数设置应如图2-10所示。如果在故
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障后0.5s切除线路，断路器模块的参数Transition time(s)设置为[0.6 9]，即0.6s断路器 动作切除线路。 6)母线 Bus采用的是三相电压电流测量模块”Three?PhaseV?I Measurement”，将其Back Color设置为black即可。 7）完成以上设置后，利用Powergui模块对电机进行初始设置。单击Powergui，在 Simulation Type选项中选择Discretize electrical model,Sample time(s)设置为1e-5。打开”Load Flow and Machine Initialization ”潮流计算和电机初始化窗口，设置发电机节点的类型 为PV节点，机端电压10.5kV,输出功率3e8MVA,然后点击按钮”Update Load Flow ”更新潮 流计算。 3、连线 4、设置算法
算法设置为Discrete离散算法，仿真时间长度设置为5s，其他保持为默认值。 5、开始仿真。
将断路器模块的参数Transition time(s) 分别设置为[0.2 9]、[0.6 9]两种情况进行 仿真。 6、双击打开 scope，查看发电机转速、功角、电压、电流等波形情况。建议查看曲线时鼠 标右击选择菜单 AutoScale 使曲线以合适的大小显示。 七、实验报告要求 1、给出单机无穷大系统暂态稳定性 Simulink 仿真模型。 2、说明建模步骤和仿真过程 3、给出故障切除时间分别为故障后 0.1s、0.5s 两种情况下发电机转速、功角曲线。 4、给出电压电流波形曲线。 5、对比不同故障切除时刻的仿真结果。 八、实验注意事项 注意发电机模块、调速器、励磁模块之间的连接 九、思考题 1、功角和发电机惯性时间常熟 TJ 的物理意义是什么？ 2、提高电力系统静态稳定和暂态稳定的措施主要有哪些？
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实验三电力系统潮流计算仿真实验
一、实验目的与要求 通过实验教学加深学生的基本概念，了解电力系统潮流计算是研究电力系统稳态运行
的一项基本计算，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对电力系统进行潮流计算的 仿真实验，以达到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分 析能力。
本实验要求学生掌握 Simulink 中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的 基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。 二、实验内容
如图 3-1 所示的 2 机 5 节点电力系统，分别采用潮流计算软件 MATPOWER 和电力图形用 户分析界面（Powergui）对电网进行潮流分析。
三、实验仪器设备及耗材
图3-1 2机5节点系统
1.每组计算机 1 台、软件 Matlab7.0 套。
四、实验原理
1．MATPOWER 软件安装步骤
? 下载完毕后，解压缩。
? 右击 Matlab，点击性。点击“ 打开文件位置”找到 Matlab 的安装目录。按下 Backspace,
找到 toolbox 文件夹。
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电力系统自动化及继电保护综合实验

一、电磁型电流继电器和电压继电器实验 一、实验目的 熟悉DL型电流继电器和DY型电压继电器的实际结构、工作原理、基本特性：掌握动作电流值、动作电压值及其相关参数的整定方法。 二、预习与思考 1、电流继电器的返回系数为什么恒小于1 ? 2、动作电流(压)、返回电流(压)和返回系数的定义是什么? 3、实验结果如返回系数不符合要求，你能正确地进行调整吗? 4、返回系数在设计继电保护装置中有何重要用途? 三、原理说明 DL-20c系列电流继电器用于反映发电机、变压器及输电线路短路和过负荷的继电保护装置中。 DY-20c系列电压继电器用于反映发电机、变压器及输电线路的电压升高(过电压保护)或电压降低(低电压起动)的继电保护装置中。 D L-20c、D Y-20c系列继电器的内部接线图见图l-l。 上述继电器是瞬时动作的电磁式继电器，当电磁铁线圈中通过的电流达到或超过整定值时，衔铁克服反作用力矩而动作，且保持在动作状态。 过电流(压)继电器：当电流(压)升高至整定值(或大于整定值)时，继电器立即动作，其常开触点闭合，常闭触点断开。 低电压继电器：当电压降低至整定电压时，继电器立即动作，常开触点断开，常闭触点闭合。 继电器的铭牌刻度值是按电流继电器两线圈串联，电压继电器两线圈并联时标注的指示值等于整定值：若上述二继电器两线圈分别作并联和串联时，则整定值为指示值的2倍。 转动刻度盘上指针，以改变游丝的作用力矩，从而改变继电器动作值。

图1-3过电压继电器实验接线图 四、实验设备 序号设备名称使用仪器名称数量l ZBll DL-24C／6电流继电器l 2 ZBl5 DY-28C／160电压继电器 1 3 ZB35 交流电流表 1 4 ZB36 交流电压表l 5 DZB0l-l 单相自耦调压器l 交流器 1 触点通断指示灯 1 单相交流电源l 可调电阻Rl 6.3 Ω/10A l 6 1000伏兆欧表l l、绝缘测试 单个继电器在新安装投入使用前或经过解体检修后，必须进行绝缘测试，对于额定电压为100伏及以上者，应用1000伏兆欧表测定绝缘电阻：对于额定电压为100伏以下者，则应用500伏兆欧表测定绝缘电阻。 测定绝缘电阻时，应根据继电器的具体接线情况，注意把不能承受高压

电路实验指导书

实验一万用表原理及应用 实验二电路中电位的研究 实验三戴维南定理 实验四典型信号的观察与测量 实验五变压器的原副边识别与同名端测试

实验一万用表原理及使用 一、实验目的 1、熟悉万用表的面板结构以及各旋钮各档位的作用。 2、掌握万用表测电阻、电压、电流等电路常用量大小的方法。 二、实验原理 1、万用表基本结构及工作原理 万用表分为指针式万用表、数字式万用表。从外观上万用表由万用表表笔及表体组成。从结构上是由转换开关、测量电路、模/数转换电路、显示部分组成。指针万用表外观图见后附。其基本原理是利用一只灵敏的磁电式直流电流表做表头，当微小电流通过表头，就会有电流指示。但表头不能通过大电流，因此通过在表头上并联串联一些电阻进行分流或降压，从而测出电路中的电流、电压、电阻等。万用表是比较精密的仪器，如若使用不当，不仅会造成测量不准确且极易损坏。 1）直流电流表：并联一个小电阻 2）直流电压表：串联一个大电阻 3）交流电压表：在直流电压表基础上加入二极管 4）欧姆表

2、万用表的使用 （1）熟悉表盘上的各个符号的意义及各个旋钮和选择开关的主要作用。 （2）使用万用表之前，应先进行“机械调零”，即在没有被测电量时，使万用表指针指在零电压或零电流的位置上。 （3）选择表笔插孔的位置。 （4）根据被测量的种类和大小，选择转换开关的档位和量程，找出对应的刻度线。 （5）测量直流电压 a.测量电压时要选择好量程，量程的选择应尽量使指针偏转到满刻度的2/3左右。如果事先不清楚被测电压的大小时，应先选择最高量程。然后逐步减小到合适的量程。 b.将转换开关调至直流电压档合适的量程档位，万用表的两表笔和被测电路与负载并联即可。 c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。 （6）测直流电流 a.将万用表转换开关置于直流电流档合适的量程档位，量程的选择方法与电压测量一样。 b.测量时先要断开电路，然后按照电流从“+”到“-”的方向，将万用表串联到被测电路中，即电流从红表笔流入，从黑表笔流出。如果将万用表与负载并联，则因表头的内阻很小，会造成短路烧坏仪表。 c.读数：实际值=指示值*（量程/满偏）。 （7）测电阻 a.选择合适的倍率档。万用表欧姆档的刻度线是不均匀的，所以倍率挡的选择应使指针停留在刻度较稀的部分为宜，且指针接近刻度尺的中间，读数越准确。一般情况下，应使指针指在刻度尺的1/3~2/3之间。

武汉大学电力系统分析实验报告

电气工程学院 《电力系统分析综合实验》2017年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：

实验目的： 通过电力系统分析的课程学习，我们都对简单电力系统的正常和故障运行状态有了大致的了解。但电力系统结构较为复杂，对电力系统极性分析计算量大，如果手工计算，将花费 大量的时间和精力，且容易发生错误。而通过使用电力系统分析程序PSASP，我们能对电 力系统潮流以及故障状态进行快速、准确的分析和计算。在实验过程中，我们能够加深对电力系统分析的了解，并学会了如何使用计算机软件等工具进行电力系统分析计算，这对我们以后的学习和工作都是有帮助的。 潮流计算部分： 本次实验潮流计算部分包括使用牛顿法对常规运行方式下的潮流进行计算，以及应用PQ分解法规划运行方式下的潮流计算。在规划潮流运行方式下，增加STNC-230母线负荷的有功至1.5.p.u，无功保持不变，计算潮流。潮流计算中，需要添加母线并输入所有母线 的数据，然后再添加发电机、负荷、交流线、变压器、支路，输入这些元件的数据。对运行方案和潮流计算作业进行定义，就可以定义的潮流计算作业进行潮流计算。 因为软件存在安装存在问题，无法使用图形支持模式，故只能使用文本支持模式，所以 无法使用PSASP绘制网络拓扑结构图，实验报告中的网络拓扑结构图均使用Visio绘制， 请见谅。 常规潮流计算： 下图是常规模式下的网络拓扑结构图，并在各节点标注电压大小以及相位。 下图为利用复数功率形式表示的各支路功率（参考方向选择数据表格中各支路的i侧母

线至j侧），因为无法使用图形支持模式，故只能通过文本支持环境计算出个交流线功率，下图为计算结果。

电力系统三个实验

实验一：一机—无穷大系统稳态运行方式实验 一、实验目的 1．了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范围； 2．了解和掌握输电系统稳态不对称运行的条件；不对称度运行参数的影响；不对称运行对发电机的影响等。 二、原理与说明 电力系统稳态对称和不对称运行分析，除了包含许多理论概念之外，还有一些重要的“数值概念”。为一条不同电压等级的输电线路，在典型运行方式下，用相对值表示的电压损耗，电压降落等的数值范围，是用于判断运行报表或监视控制系统测量值是否正确的参数依据。因此，除了通过结合实际的问题，让学生掌握此类“数值概念”外，实验也是一条很好的、更为直观、易于形成深刻记忆的手段之一。实验用一次系统接线图如图2所示。 图2 一次系统接线图 本实验系统是一种物理模型。原动机采用直流电动机来模拟，当然，它们的特性与大型原动机是不相似的。原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手动来调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现自动调节。

实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。 为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量（电流、电压、功率、频率）。为了测量发电机转子与系统的相对位置角（功率角），在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。 三、实验项目和方法 1．单回路稳态对称运行实验 在本章实验中，原动机采用手动模拟方式开机，励磁采用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，为电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。 2．双回路对称运行与单回路对称运行比较实验 按实验1的方法进行实验2的操作，只是将原来的单回线路改成双回路运行。将实验1的结果与实验2进行比较和分析。 表3-1 注：U Z —中间开关站电压； ?U —输电线路的电压损耗； △U —输电线路的电压降落

电力系统综合实验a.doc

《电力系统综合实验A》实验指导书 编 华北电力大学 二零零七年三月

前言 1．实验总体目标 该课是为了适应现代化电力系统对宽口径“复合型”高级技术人才的需要而设置的一个教学环节。通过该环节的学习，可以帮助学生进一步认识电力系统的各种物理现象并增强对电力系统相关课程理论的理解；可以培养学生的实际操作能力，分析问题和解决问题的能力。 ⒉适用专业 电气工程及其自动化专业各方向（高压方向除外）、电力工程与管理专业 ⒊先修课程 电路理论、电机学、线性代数、自动控制理论B、电力系统分析基础、电力系统暂态分析、电力系统稳定 ⒋实验课时分配 ⒌实验环境 （1）WDT-III型电力系统综合自动化实验台，三台； （2）PS-5G型电力系统微机监控实验台，一台； （3）打印机一部。 ⒍实验总体要求 （1）对教师的要求： 1)教师要自己动手做所有的实验； 2）在实验开始的前一周，指导实验的教师要将与实验有关的文件上传到校园网的 电子课堂，并通知学生下载； 3)实验开始前，给学生讲实验的任务，纪律要求，实验要求等。 （2）对学生的要求： 1）实验前要预习实验内容； 2）实验时遵守实验室的规章制度，不要违反实验设备的操作规程； 3）认真做记录和观察实验现象，实验后整理数据，分析原因，回答思考题。 ⒎本实验的重点、难点及教学方法建议 五个实验内容都是重点。 难点是学生不能把理论课的知识转化为实践操作以及对实验数据的分析。 对教学方法的建议：将课堂知识与实验内容联系起来，启发学生积极思考，用于动手做实验，自己设计一些实验方案。

目录 实验一同步发电机准同期并列实验 (4) 实验二单机—无穷大系统稳态运行方式实验 (8) 实验三电力系统功率特性和功率极限实验 (11) 实验四电力系统暂态稳定实验 (16) 实验五复杂电力系统运行方式实验 (20)

电力系统分析实验报告四(理工类)

西华大学实验报告（理工类） 开课学院及实验室： 实验时间 ： 年 月 日 一、实验目的 1)初步掌握电力系统物理模拟实验的基本方法。 2)加深理解功率极限的概念，在实验中体会各种提高功率极限措施的作用。 3)通过对实验中各种现象的观察，结合所学的理论知识，培养理论结合实际及分析问题的能力。 二、实验原理 所谓简单电力系统，一般是指发电机通过变压器、输电线路与无限大容量母线联接而且不计各元件的电阻和导纳的输电系统。 对于简单系统，如发电机至系统d 轴和g 轴总电抗分别为d X ∑和q X ∑，则发电机的功率特性为 当发电机装有励磁调节器时，发电机电势q E 随运行情况而变化，根据一般励磁调节器的性能，可认为保持发电机'q E （或' E ）恒定。这时发电机的功率特性可表示成 或 这时功率极限为 随着电力系统的发展和扩大，电力系统的稳定性问题更加突出，而提高电力系统稳定性和输送能力的最重要手段之一，就是尽可能提高电力系统的功率极限。从简单电力系统功率极限的表达式看，要提高功率极限，可以通过发电机装设性能良好的励磁调节器，以提高发电机电势、增加并联运行线路回路数；或通过串联电容补偿等手段，以减少系统电抗，使受端系统维持较高的运行电压水平；或输电线采用中继同步调相机、中继电力系统等手段以稳定系统中继点电压。 (3)实验内容 1)无调节励磁时，功率特性和功率极隈的测定 ①网络结构变化对系统静态稳定的影响（改变戈）： 在相同的运行条件下（即系统电压U-、发电机电势E 。保持不变．罚芳赆裁Ll=E 。），分别 测定输电线单回线和双回线运行时，发电机的功一角特性曲线，＆豆甍辜授冁蝮和达到功率极 限时的功角值。同时观察并记录系统中其他运行参数（如发电极端毫玉萼蔫交化。将两种 情况下的结果加以比较和分析。 实验步骤如下： a)输电线路为单回线； b)发电机与系统并列后，调节发电机，使其输出的有功和无ZZ 蔓专零： c)功率角指示器调零； d)逐步增加发电机输出的有功功率，而发电机不调节震磁： e)观察并记录系统中运行参数的变化，填入表1.3中： f)输电线路为双回线，重复上述步骤，将运行参数填入表l 。毒=：

电力系统分析实验报告

本科生实验报告 实验课程电力系统分析 学院名称核技术与自动化工程学院 专业名称电气工程及其自动化 学生姓名 学生学号 指导教师顾民 实验地点6C901 实验成绩

二〇一五年十月——二〇一五年十二月 实验一MATPOWER软件在电力系统潮流计算中的应用实例 一、简介 Matlab在电力系统建模和仿真的应用主要由电力系统仿真模块(Power System Blockset 简称PSB)来完成。Power System Block是由TEQSIM公司和魁北克水电站开发的。PSB是在Simulink环境下使用的模块,采用变步长积分法,可以对非线性、刚性和非连续系统进行精确的仿真，并精确地检测出断点和开关发生时刻。PSB程序库涵盖了电路、电力电子、电气传动和电力系统等电工学科中常用的基本元件和系统仿真模型。通过PSB可以迅速建立模型，并立即仿真。PSB程序块程序库中的测量程序和控制源起到电信号与Simulink程序之间连接作用。PSB程序库含有代表电力网络中一般部件和设备的Simulink程序块，通过PSB 可以迅速建立模型，并立即仿真。 1)字段baseMVA是一个标量，用来设置基准容量，如100MVA。 2)字段bus是一个矩阵，用来设置电网中各母线参数。 ①bus_i用来设置母线编号(正整数)。 ②type用来设置母线类型, 1为PQ节点母线, 2为PV节点母线, 3为平衡(参考)节点母线，4为孤立节点母线。 ③Pd和Qd用来设置母线注入负荷的有功功率和无功功率。 ④Gs、Bs用来设置与母线并联电导和电纳。 ⑤baseKV用来设置该母线基准电压。 ⑥Vm和Va用来设置母线电压的幅值、相位初值。 ⑦Vmax和Vmin用来设置工作时母线最高、最低电压幅值。 ⑧area和zone用来设置电网断面号和分区号，一般都设置为1，前者可设置范围为1～100，后者可设置范围为1～999。 3)字段gen为一个矩阵，用来设置接入电网中的发电机(电源)参数。 ①bus用来设置接入发电机(电源)的母线编号。 ②Pg和Qg用来设置接入发电机(电源)的有功功率和无功功率。 ③Pmax和Pmin用来设置接入发电机(电源)的有功功率最大、最小允许值。 ④Qmax和Qmin用来设置接入发电机(电源)的无功功率最大、最小允许值。 ⑤Vg用来设置接入发电机(电源)的工作电压。 1.发电机模型 2.变压器模型 3.线路模型 4.负荷模型 5.母线模型 二、电力系统模型 电力系统中输送和分配电能的部分称为电力网,它包括升降压变压器和各种电压等级的输电线路、动力系统、电力系统和电力网简单示意如图

电路实验指导书-

电路分析 实 验 指 导 书 安徽科技学院 数理与信息工程学院

实 验 内 容 实验一 电阻元件伏安特性的测量 一、实验目的 （1）学习线性电阻元件和非线性电阻元件伏安特性的测试方法。 （2）学习直流稳压电源、万用表、直流电流表、电压表的使用方法。 二、实验原理及说明 （1）元件的伏安特性。如果把电阻元件的电压取为横坐标（纵坐标），电流取为纵坐标（横坐标），画出电压和电流的关系曲线，这条曲线称为该元件的伏安特性。 （2）线性电阻元件的伏安特性在μ－ｉ（或ｉ－μ）平面上是通过坐标原点的直线，与元件电压或电流的方向无关，是双向性的元件，如图2.1－1，元件上的电压和元件电流之间的关系服从欧姆定律。元件的电阻值可由下式确定：α=μ= tg m m i R i u ，其中m u 、m i 分别为电压和电流在μ－ｉ平面坐标上的比例尺，α是伏安特性直线与电流轴之间的夹角。我们经常使用的电阻器，如金属膜电阻、绕线电阻等的伏安特性近似为直线，而电灯、电炉等器件的伏安特性曲线或多或少都是非线性的。 （3）非线性电阻元件的伏安特性不是一条通过原点的直线，所以元件上电压和元件电流之间不服从欧姆定律，而元件电阻将随电压或电流的改变而改变。有些非线性电阻元件的伏安特性还与电压或电流的方向有关，也就是说，当元件两端施加的电压方向不同时，流过它的电流完全不同，如晶体二极管、发光管等，就是单向元件，见图2.1－2。 根据常见非线性电阻元件的伏安特性，一般可分为下述三种类型： 1）电流控制型电阻元件。如果元件的端电压是流过该元件电流的单值函数，则称为电流控制型电阻元件，如图2.1－3（a ）所示。 2）电压控制型电阻元件。如果通过元件的电流是该元件端电压的单值函数，则称为电压控制型电阻元件，如图2.1－3(b)所示。 3）如果元件的伏安特性曲线是单调增加或减小的。则该元件既是电流控制型又是电压控制型的电阻元件，如图2.1－3（c ）所示。 (4）元件的伏安特性，可以通过实验方法测定。用电流表、电压表测定伏安特性的方法，叫伏安法。测试线性电阻元件的伏安特性，可采用改变元件两端电压测电流的方法得到，或采取改变通过元件的电流而测电压的方法得到。

电力系统实验报告

成绩 课程作业 课程名称电力系统分析 院部名称机电工程学院 专业电气工程及其自动化 班级13级2班 学生姓名祥 学号1304102047 课程考核地点2234 任课教师静 金陵科技学院教务处制

实验一电力系统分析计算 一．实验目的 1.掌握用Matlab软件编程计算电力系统元件参数的方法. 2.通过对不同长度的电力线路的三种模型进行建模比较，学会选取根据电路要求选取模 型。 3.掌握多级电力网络的等值电路计算方法。 4.理解有名制和标幺制。 二．实验容 1．电力线路建模 有一回220kV架空电力线路，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线水平排列，两相邻导线之间的距离为4m。试计算该电力线路的参数，假设该线路长度分别为60km，200km，500km，作出三种等值电路模型，并列表给出计算值。 2．多级电力网络的等值电路计算 部分多级电力网络结线图如图1-1所示，变压器均为主分接头，作出它的等值电路模型，并列表给出用有名制表示的各参数值和用标幺制表示的各参数值。 线路额定电压电阻 (欧/km) 电抗 (欧/km) 电纳 (S/km) 线路长度 （km) L1（架空线）220kv 0.08 0.406 2.81*10-6 200 L2（架空线）110kV 0.105 0.383 2.81*10-6 60 L3（架空线）10kV 0.17 0.38 忽略15 变压器额定容量P k(kw) U k% I o% P o(kW) T1 180MVA 893 13 0.5 175 T2 63MVA 280 10.5 0.61 60 三．实验设备 1．PC一台 2．Matlab软件 四．实验记录 1．电力线路建模 画出模型图，并标出相应的参数值。将计算结果填入下表

电路综合设计实验-设计实验2-实验报告

设计实验2:多功能函数信号发生器 一、摘要 任意波形发生器是不断发展的数字信号处理技术和大规模集成电路工艺孕育出来的一种新型测量仪器，能够满足人们对各种复杂信号或特殊信号的需求，代表了信号源的发展方向。可编程门阵列（FPGA）具有高集成度、高速度、可重构等特性。使用FPGA来开发数字电路，可以大大缩短设计时间，减小印制电路板的面积，提高系统的可靠性和灵活性。 此次实验我们采用DE0-CV开发板，实现函数信号发生器，根据按键选择生产正弦波信号、方波信号、三角信号。频率范围为10KHz~300KHz，频率稳定度≤10-4，频率最小不进10kHz。提供DAC0832，LM358。 二、正文 1.方案论证 基于实验要求，我们选择了老师提供的数模转换芯片DAC0832，运算放大器LM358以及DE0-CV开发板来实现函数信号发生器。 DAC0832是基于先进CMOS/Si-Cr技术的八位乘法数模转换器，它被设计用来与8080，8048,8085，Z80和其他的主流的微处理器进行直接交互。一个沉积硅铬R-2R 电阻梯形网络将参考电流进行分流同时为这个电路提供一个非常完美的温度期望的跟踪特性（0.05%的全温度范围过温最大线性误差）。该电路使用互补金属氧化物半导体电

流开关和控制逻辑来实现低功率消耗和较低的输出泄露电流误差。在一些特殊的电路系统中，一般会使用晶体管晶体管逻辑电路（TTL）提高逻辑输入电压电平的兼容性。 另外，双缓冲区的存在允许这些DAC数模转换器在保持一下个数字词的同时输出一个与当时的数字词对应的电压。DAC0830系列数模转换器是八位可兼容微处理器为核心的DAC数模转换器大家族的一员。 LM358是双运算放大器。内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器，适合于电源电压范围很宽的单电源使用，也适用于双电源工作模式，在推荐的工作条件下，电源电流与电源电压无关。它的使用范围包括传感放大器、直流增益模块和其他所有可用单电源供电的使用运算放大器的场合。LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。 本次实验选用的FPGA是Altera公司Cyclone系列FPGA芯片。Cyclone V系列器件延续了前几代Cyclone系列器件的成功，提供针对低成本应用的用户定制FPGA特性，支持常见的各种外部存储器接口和I/O协议，并且含有丰富的存储器和嵌入式乘法器，这些内嵌的存储器使我们在设计硬件电路时省去了外部存储器，节省了资源，而

电路实验指导书

实验一元件伏安特性的测试 一、实验目的 1．掌握线性电阻元件，非线性电阻元件及电源元件伏安特性的测量方法。 2．学习直读式仪表和直流稳压电源等设备的使用方法。 二、实验说明 电阻性元件的特性可用其端电压U与通过它的电源I之间的函数关系来表示，这种U与I的关系称为电阻的伏安关系。如果将这种关系表示在U~I平面上，则称为伏安特性曲线。 1．线性电阻元件的伏安特性曲线是一条通过坐标原点的直线，该直线斜率的倒数就是电阻元件的电阻值。如图1－1所示。由图可知线性电阻的伏安特性对称于坐标原点，这种性质称为双向性，所有线性电阻元件都具有 这种特性。 －1 图 半导体二极管是一种非线性电阻元件，它的阻值随电流的变化而变化，电压、电流不服从欧姆定律。半导体二极管的电路符号用 表示，其伏安特性如图1－2所示。由图可见，半导体二极管的电阻值随着端电压的大小和极性的不同而不同，当直流电源的正极加于二极管的阳极而负极与阴极联接时， 二极管的电阻值很小，反之二极管的电阻值很大。 2．电压源 能保持其端电压为恒定值且内部没有能量损失的电压源称为理想电压源。理想电压源的符号和伏安特性曲线如图1－3（a）所示。 理想电压源实际上是存在的，实际电压源总具有一定的能量损失，这种实际电压源可以用理想电压源与电阻的串联组合来作为模型（见图1－3b）。其端口的电压与电流的关系为： s s IR U U- = 式中电阻 s R为实际电压源的内阻，上式的关系曲线如图1－3b 所示。显然实际电压源的内阻越小，其特性越接近理想电压源。 实验箱内直流稳压电源的内阻很小，当通过的电流在规定的范围内变化时，可以近似地当作理想电压源来处理。 （a） （b） i s I 1

浙江大学电力系统分析综合实验1

实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：____成绩：__________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 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 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电 压专业：电气工程及其自动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___ 地点：________________

电力系统实验书

第一章同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差，相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频率，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三、实验项目和方法 （一）机组启动与建压 1．检查调速器上“模拟调节”电位指针是否指在0位置，如不在则应调到0位置； 2．合上操作电源开关，检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄。调速器面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）。调速器上“并网”灯和“光电故障”灯均为熄灭状态，“输出零”灯亮； 3．按调速器上“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮； 4．励磁调节器选择它励、恒U F运行方式，合上励磁开关； 5．把实验台上“同期方式”开关置“断开”位置； 6．合上“系统电压”开关和线路开关QF1，QF2，检查系统电压接近额定值380V； 7．合上“原动机开关”，按“停机/开机”按钮使“开机”灯亮，调速器将自动启动电动机到额定转速； 8．当机组转速上升至95％以上时，微机励磁调节器自动将发电机电压建压到与系统电

数字电路实验指导书2016

***************************************************** ***************************************************** *********************************************** 数字电路 实验指导书 广东技术师范学院天河学院电气工程系

目录 实验系统概术 (3) 一、主要技术性能 (3) 二、数字电路实验系统基本组成 (4) 三、使用方法 (12) 四、故障排除 (13) 五、基本实验部分 (14) 实验一门电路逻辑功能及测试 (14) 实验二组合逻辑电路（半加器全加器及逻辑运算） (18) 实验三译码器和数据选择器 (43) 实验四触发器（一）R-S，D，J-K (22) 实验五时序电路测试及研究 (28) 实验六集成计数器161（设计） (30) 实验七555时基电路(综合) (33) 实验八四路优先判决电路(综合) (43) 附录一DSG-5B型面板图 (45) 附录二DSG-5D3型面板图 (47) 附录三常用基本逻辑单元国际符号与非国际符号对照表 (48) 附录四半导体集成电路型号命名法 (51) 附录五集成电路引脚图 (54)

实验系统概述 本实验系统是根据目前我国“数字电子技术教学大纲”的要求，配合各理工科类大专院校学生学习有关“数字基础课程，而研发的新一代实验装置。”配上Lattice公司ispls1032E可完成对复杂逻辑电路进行设计，编译和下载，即可掌握现代数字电子系统的设计方法，跨入EDA 设计的大门。 一、主要技术性能 1、电源：采用高性能、高可靠开关型稳压电源、过载保护及自动恢复功能。 输入：AC220V±10% 输出：DC5V/2A DC±12V/0.5A 2、信号源： （1）单脉冲：有两路单脉冲电路采用消抖动的R-S电路，每按一次按钮开关产生正、负脉冲各一个。 （2）连续脉冲：10路固定频率的方波1Hz、10Hz、100Hz、1KHz、10KHz、100KHz、500KHz、1MHz、5MHz、10MHz。 （3）一路连续可调频率的时钟，输出频率从1KHz~100KHz的可调方波信号。 （4）函数信号发生器 输出波形：方波、三角波、正弦波 频率范围：分四档室2HZ~20HZ、20HZ~200HZ、200HZ~2KHZ、2KHZ~20HZ。 3、16位逻辑电平开关（K0~K15）可输出“0”、“1”电平同时带有电平指示，当开关置“1”电平时，对应的指示灯亮，开关置“0”电平时，对应的指示灯灭，开关状态一目了然。 4、16位电平指示（L0~L15）由红、绿灯各16只LED及驱动电路组成。当正逻辑“1”电平输入时LED红灯点亮，反之LED绿灯点亮。

电力系统实验报告

电 力 系 统 实 验 报 告 班级：09050446X 学号：09050446X00 姓名：

实验一同步发电机准同期并列实验 一、实验目的 1．加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2．掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3．熟悉同步发电机准同期并列过程； 4．观察、分析有关波形。 二、原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作的自动化程度不同，又分为手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点(同相点)时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应的时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和允许频差，不断地检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均压均频控制脉冲。当所有条件均满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。

电力系统综合实验指导书

电力系统仿真实验指导书 南华大学电气工程系 2016 年9 月

实验一大电流接地系统短路故障仿真实验 一、实验目的与要求 通过实验教学加深学生的基本概念，掌握电力系统各类短路故障的特点，使学生通过系统进行物理模拟和数学模拟，对大电流接地系统进行输电线路短路故障仿真实验，以达到理论联系实际的效果，提高学生的感性认识及对电力系统仿真过程的分析能力。 本实验要求学生掌握Simulink 中电力系统常用元件的模型及使用方法，并了解建模的 基本过程，以及完成模型的仿真，结合短路相关的理论知识对仿真结果加以分析。 二、实验内容 搭建如图1-1 所示的系统模型并仿真，该系统有3 个电源，4 条输电线路，在 Line1 的末端设置各种类型的短路故障，观察示波器中的电压和电流波形，记录下故障电压电流 的有效值。

图1-1 大电流接地系统短路故障的Simulink 仿真模型 三、实验仪器设备及耗材 1.每组计算机1 台、软件Matlab7.0 套。 四、实验原理 1、SimuLink 简要说明 SimuLink 是基于MATLAB的图形化仿真设计环境，它是MATLAB提供对系统进行建 模、仿真和分析的一个软件包。它使用图形化的系统模块对动态系统进行描述，并在此基础 之上采用MATLAB引擎对动态系统在时域内进行求解。 进入SimuLink 的2 种方法： 1) 在MATLAB命令行中敲出SimuLink ，回车，就打开了SimuLink 。 2) 点击工具栏中的按钮，看图： 图1-2 进入Simulink 2、SimPowerSystems 说明 SimuLink 下的SimPowerSystems 可以实现电路、电力系统、电机、电力电子电路的建 模与仿真分析，它提供了典型的电气设备和元件，比如变压器、传输线、电机、电力电子 进入SimPowerSystems 的2 种方法： 1) 在MATLAB命令行中敲出powerlib ，回车，就打开了SimPowerSystems的元件库。

浙江大学电力系统分析综合实验1备课讲稿

浙江大学电力系统分析综合实验1

实验报告 课程名称：__电力系统综合分析使实验__ 指导老师：_ ___成绩： __________________ 实验名称：____同步发电机准同期并列实验___实验类型：_______同组学生姓名：__________ 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 1、加深理解同步发电机准同期并列原理，掌握准同期并列条件； 2、掌握微机准同期控制器及模拟式综合整步表的使用方法； 3、熟悉同步发电机准同期并列过程； 4、观察、分析有关波形（*）。 二．原理与说明 将同步发电机并入电力系统的合闸操作通常采用准同期并列方式。准同期并列要求在合闸前通过调整待并机组的电压和转速，当满足电压幅值和频率条件后，根据“恒定越前时间原理”，由运行操作人员手动或由准同期控制器自动选择合适时机发出合闸命令，这种并列操作的合闸冲击电流一般很小，并且机组投入电力系统后能被迅速拉入同步。根据并列操作自动化程度的不同，又分为：手动准同期、半自动准同期和全自动准同期三种方式。 专业：电气工程及其自 动化 姓名：___xxxxx____ 学号：__0000000__ 日期：__2012.9.19___

正弦整步电压是不同频率的两正弦电压之差，其幅值作周期性的正弦规律变化。它能反映两个待并系统间的同步情况，如频率差、相角差以及电压幅值差。 线性整步电压反映的是不同频率的两方波电压间相角差的变化规律，其波形为三角波。它能反映两个待并系统间的频率差和相角差，并且不受电压幅值差的影响，因此得到广泛应用。 手动准同期并列，应在正弦整步电压的最低点（同相点）时合闸，考虑到断路器的固有合闸时间，实际发出合闸命令的时刻应提前一个相应时间或角度。 自动准同期并列，通常采用恒定越前时间原理工作，这个越前时间可按断路器的合闸时间整定。准同期控制器根据给定的允许压差和频差，不断检查准同期条件是否满足，在不满足要求时闭锁合闸并且发出均匀均频控制脉冲。当所有条件满足时，在整定的越前时刻送出合闸脉冲。 三．实验项目和方法 1．机组微机启动和建压 (1)在调速装置上检查“模拟调节”电位器指针是否指在0位置，如果不 在，则应调到0位置； (2)合上操作台的“电源开关”，在调速装置、励磁调节器、微机准同期 控制器上分别确认其“微机正常”灯为闪烁状态，在微机保护装置上确认“装置运行”灯为闪烁状态。在调速装置上确认“模拟方式”灯为熄灭状态，否则，松开“模拟方式”按钮。同时确认“并网”灯为熄灭状态，“输出0”、“停机”灯亮。检查实验台上各开关状态：各开关信号灯应绿灯亮、红灯熄，调速装置面板上数码管在并网前显示发电机转速（左）和控制量（右），在并网后显示控制量（左）和功率角（右）； (3)按调速装置上的“微机方式自动/手动”按钮使“微机自动”灯亮；

实验1 电力系统实验汇总

实验1 基础实验 姓名：昨日恰似风中雪学号：2015XXXXXX 学院：XXXXXX 一、实验目的 1、熟悉MATLAB/SIMULINK及PSB，会用他们建立电力系统仿真模型。 2、熟悉并理解对称分量法 3、理解掌握Park变换 4、理解掌握三相同步发电机空载建立电压过程中励磁电流的变化规律 二、实验设备 MATLAB/SIMULINK/PSB 三、实验原理 1. SIMULINK模块库 （1）SIMULINK简介 SIMULINK提供了许多微分方程的解法。绝大多数解法是数值积分研究中的最新成果。在进行仿真之前必须合理地设置算法和精度。算法和精度选择的不适合，将使仿真结果偏离理论与实际，出现仿真图像不连续或者发散的情况，很可能令仿真难以进行，甚至被系统自动中断。如果模型全部是离散的，定步长和变步长都采用DISCRETE算法，如果含有连续状态，对于定步长和变步长供选择的算法是不同的。一般来说，使用变步长的自适应算法是较好的选择。这类算法会依照给定的精确度在各积分段内自适应地寻找各自的最大步长进行积分，从而使得效率最高。SIMULINK的变步长解法能够把积分段分得足够细以得到满足精度要求得解。 （2）Model中的重要设置 ①进入MATLAB界面 双击桌面的MA TLAB图标,进入MATLAB界面,如图所示。 ②建立一个模型 在File（文件）下拉菜单中选种New（新建），在New（新建）下拉菜单中选中Model（模型），便进入Model，如图所示，其名称为untitled(未命名)。 ③保存文件

在图中，单击按钮，便弹出保存路径下的work文件，如图所示，单击保存就行了。 ④仿真时间设置 在Simulation的下拉菜单中选中Configuration Parameters,便可设置仿真时间，如图所示。 开始时间设为0.0s,终止时间可根据不同情况进行设置。Solver options/Type一般选取Variable-step , Solver options/Solver一般选取ode15s(stiff/NDF)。Solver options/Relative tolerance为仿真精度。 ⑤进入SIMULINK 单击按钮，便进入SIMULINK模块库，如图所示。SIMULINK中有很多后续实验所要用到的模块，如示波器、终端、输出端等。 2. PSB模块 （1）PSB简介 Power System Block（以下简称PSB）在SIMULINK环境下使用，它为电气工作者提供了一个现代化的设计工具，不但电路模型能够快速建立起来，而且与之相联系的机械、热力、控制系统及其他设备的分

武大电气《电力系统分析综合实验》2019年度PSASP实验报告

电气工程与自动化学院 《电力系统分析综合实验》2019年度PSASP实验报告 学号： 姓名： 班级：

1、阐述基于PSASP的电力系统分析综合实验的目的。 实验目的：掌握用PSASP进行电力系统潮流计算，短路计算，暂态稳定计算。（1）潮流计算可以为短路计算和暂态稳定计算提供初始状态，是电力系统计算中的基本计算，要求掌握软件的操作步骤，并对比分析牛顿拉夫逊法和PQ分解法的区别，在实验过程中体会PQ分解法相比牛顿拉夫逊法的特点。 （2）短路计算的目的要求根据数据结合对称分量法加深对于短路计算的理论知识的理解。 （3）暂态稳定计算里最关键的是故障极限切除时间的确定，加深对复杂电力系统暂态的判定的认识。 2、简要阐述本实验课程的主要实验任务 （1）掌握用PSASP对电力系统进行建模。 （2）潮流计算，包括对常规方式和规划方式的电力系统进行潮流计算。 （3）短路计算，基于潮流作业1和2等5个单相接地短路、AB两相短路、复杂故障短路计算等短路计算并分析结果。 （4）暂态计算，基于潮流作业1和2的瞬时故障进行暂态稳定计算并分析结果。 3、实验方案原理图介绍。 图1（a）常规方式（b）规划方式以上为系统常规运行方式的单线图。由于母线STNB-230 处负荷的增加，需对原有电网进行改造，具体方法为：在母线GEN3-230 和STNB-230 之间增加一回输电线，增加发电3 的出力及其出口变压器的容量，新增或改造的元件如下图虚线所示： 4、计算分析用建模数据的整理 表1母线数据

5、按照下列作业要求，完成计算分析实验作业。 (1)基于实验二的潮流计算，对牛顿法和PQ法的原理做比较性的说明。 表6 常规方式下PQ法和NR法的潮流计算摘要信息报表 表7 常规方式下PQ法和NR法的全网母线（发电、负荷）结果报表 牛顿拉夫逊法每次都对电压幅值和相位进行修正，且每次计算

实验1 电力系统

电力系统实验报告 姓名： 班级： 学号：

实验1 电力系统运行方式及潮流分析实验 一、实验目的 1、掌握电力系统主接线电路的建立方法 2、掌握辐射形网络的潮流计算方法 3、比较计算机潮流计算与手算潮流的差异 4、掌握不同运行方式下潮流分布的特点 二、实验内容 1、辐射形网络的潮流计算 2、不同运行方式下潮流分布的比较分析 三、实验方法和步骤 1．辐射形网络主接线系统的建立 在DDRTS中绘出辐射形网络主接线图如下所示 输入参数（系统图如下）： G1：300+j180MV A（平衡节点）

变压器B1：Sn=360MV A，变比=18/121，Uk％=14.3％，Pk=230kW，P0=150kW，I0/In=1％； 变压器B2、B3：Sn=15MV A，变比=110/11 kV，Uk％=10.5％，Pk=128kW，P0=40.5kW，I0/In=3.5％； 负荷F1：20+j15MV A；负荷F2：28+j10MV A； 线路L1、L2：长度：80km，电阻：0.21Ω/km，电抗：0.416Ω/km，电纳：2.74×10-6S/km（注意转换）。 2．辐射形网络的潮流计算 （1）调节发电机输出电压，使母线A的电压为115KV，运行DDRTS进行系统潮流计算，在监控图页上观察计算结果

项目DDRTS潮流计算结果变压器B2输入功率10.10+j8.83 变压器B2输出功率10.01+7.53 变压器B3输入功率10.10+j8.83 变压器B3输出功率10.01+7.53 线路L1输入功率25.18+j13.25 线路L1输出功率24.10+j13.82 线路L2输入功率25.18+j13.25 线路L2输出功率24.10+j13.82 （2）手算潮流： 变压器B2（B3）、线路L1（L2）潮流计算：