电磁暂态计算作业

电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx姓名学号班级学院电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx目录一、Ex2-3......................................................................................................................11暂态等值计算网络.............................................................................................12节点电导矩阵.....................................................................................................13注入电流向量.....................................................................................................2二、计及开关操作和非线性元件的电磁暂态计算流程图........................................3三、基于PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真算例.........................................................41系统接线图.........................................................................................................42网络参数.............................................................................................................43仿真设置.............................................................................................................44仿真接线图.........................................................................................................55仿真结果.............................................................................................................56总结.....................................................................................................................7电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx1电磁暂态计算作业一、Ex2-31暂态等值计算网络2节点电导矩阵11111111221111111,,,,011,,00011,0,001111,0,0010,0,00CCLLCLLCCLCZRRRRRRRRGRRRRRRZéù+++---êúêúêú-êúêúêú=-êúêúêú-++êúêúêúêúêúëû，，，，，，，，式中：00/CZLC=，112/LRLt=D，222/LRLt=D，/2CRtC=D。电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx23注入电流向量节点方程：GU=i各节点注入电流列向量12345[(t),(t),(t),(t),(t)]Tiiiiii=1112314255(t)I(t)I(t)I(tt)I(tt)(t)0(t)I(tt)(t)I(tt)I(tt)(t)I(t)eLCLCLiiiiitt=----D--Dìï=ïï=-Díï=-D--Dïï=--î各等值电流源递推公式如下：111312242141555112I(tt)I(t2t)[u(tt)u(tt)]2I(tt)I(t2t)u(tt)2I(tt)I(t2t)[u(tt)u(tt)]2I(t)u(t)I(t2)2I(t)u(t)I(t2)LLLLLLCCCCCRRRZZttttttì-D=-D+-D--Dïïï-D=-D+-Dïïïï-D=--D--D--Díïï-=----ïïï-=----ïïî将各等值电流源递推公式代入注入电流向量，可得：155113114231131414222(t)I(t)u(t)I(t2)I(t2t)[u(tt)u(tt)]2I(t2t)[u(tt)u(tt)](t)02(t)I(t2t)[u(tt)u(tt)]22(t)I(t2t)[u(tt)u(tt)]I(t2t)eLCLCCLLCLCLiZRRiiRiRRtt=+-+---D--D--D+-D+-D--D==-D+-D--D=--D--D--D--D-42511u(tt)2(t)u(t)I(t2)CiZttìïïïïïïïíïïï-Dïïï=-+-ïî电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx3二、计及开关操作和非线性元件的电磁暂态计算流程图采用修改电导矩阵的方法处理开关操作，采用补偿法计算非线性元件，计及开关操作和非线性元件的电磁暂态计算流程图如下：电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx4三、基于PSCAD/EMTDC的电磁暂态仿真算例1系统接线图2网络参数线路参数注：基准功率S=100MW支路编号基准电压kV线路长度km单位长度正序阻抗单位长度零序阻抗R(pu/m)XL(pu/m)XC(pu*m)R(pu/m)XL(pu/m)XC(pu*m)Line12302003.86e-85.6e-78.57e88.86e-81.5e-61.14e6Line22301203.86e-85.6e-78.57e88.86e-81.5e-61.14e6Line32301503.86e-85.6e-78.57e88.86e-81.5e-61.14e6发电机参数发电机号额定电压次暂态电抗X’’d(pu)相角Gen113.8kV0.1320度Gen213.8kV0.1320度变压器参数变压器号接线方式漏阻(R)漏抗X(pu)变比(K)T1Y0/△00.05213.8/230T2Y0/△00.05213.8/230负荷Load=（105+j30）MVA3仿真设置仿真步长10us，仿真时间1s，在0.25s时Bus2发生两相短路接地故障并持续0.1秒，接地电阻为0.01欧姆。其中发电机采用次暂态模型，不计发电机励磁和调速；负荷均采用恒功率模型；变压器不考虑饱和影响；传输线路采用bergeron模型。电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx54仿真接线图5仿真结果（1）母线bus1的电压在t=0.25时发生故障，母线bus1的B相和C相电压突然降到很低，同时A相电压也有所降低，在发生故障的10ms内，电压波形严重畸变；在t=0.35s时故障消失，三相电压恢复，在10ms内电压波形严重畸变，在10ms之后基本接近正弦波但在峰谷处仍然有畸变，大约在100ms之后，电压波形恢复正常。电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx6（2）母线bus2的电压在t=0.25时发生故障，由于过度电阻很小，母线bus2的B相和C相电压突然降到零，同时A相电压也有所降低；在t=0.35s时故障消失，三相电压恢复，在20ms内电压波形严重畸变，在20ms之后基本接近正弦波但在峰谷处仍然有畸变，大约在130ms之后，电压波形恢复正常。（3）故障点短路电流电磁暂态计算xxxxxxM2014xxxxxxx7（4）母线bus3的电压在t=0.25时发生故障，母线bus3的B相和C相电压突然降到很低，同时A相电压也有所降低，在发生故障的10ms内，电压波形严重畸变，在故障期间三相电压严重不对称；在t=0.35s时故障消失，三相电压恢复，在10ms内电压波形严重畸变，在10ms之后基本接近正弦波但在峰谷处仍然有畸变，大约在50ms之后，电压波形恢复正常。6总结通过本次仿真练习，掌握了PSCAD计算电磁暂态的操作，学习了PSCAD中的元件模型和参数设置。