电力系统横向故障分析是电力工程领域中的重要研究内容，它涉及到电力系统稳定运行与安全防护。本实验报告来自北京交通大学，旨在让学生通过实际操作和分析理解电力系统在不同故障情况下的响应特性。实验主要分为三个部分：实验目的、实验内容和实验方法与步骤。
一、实验目的：
1. 了解电力系统中的各种短路现象，包括单相接地短路、两相相间短路、两相接地短路和三相短路。
2. 掌握各类短路故障时的电压和电流分布规律。
3. 分析比较仿真计算与手动计算的差异，理解计算方法的优缺点。
二、实验内容：
1. 观察和比较不同短路类型下的三相电流和电压变化。
2. 归纳总结各种短路故障的特点。
3. 对比仿真计算与手动计算的输出结果，深入理解电力系统故障分析的方法。
三、实验方法和步骤：
实验采用的是一个辐射形网络主接线系统，包括发电机、变压器和线路等基本元件。系统参数如额定电压、负荷、变压器变比、阻抗等均有明确设定。实验步骤如下：
1. 输入系统参数，建立辐射形网络模型。
2. 进行潮流计算，确定正常运行时的电压和电流分布。
3. 在L2线上模拟设置不同故障，如80%处的故障点，记录故障前2周期至故障后5周期的波形。
4. 分别对四种典型故障类型（单相接地、两相相间、两相接地、三相短路）进行仿真，观察线路始端电流互感器（CT）和电压互感器（CVT）的波形变化。
5. 根据波形分析各类故障的电流电压特性，例如单相接地短路时，故障相电流是正序电流的3倍，非故障相电压升高；两相相间短路时，故障相电流是非故障相电流的1.732倍，非故障相电压保持不变；两相接地短路时，非故障相电压为正序电压的3倍；三相短路时，电流对称，电压为零。
四、短路故障比较分析：
通过对不同故障类型的比较，可以发现每种故障对系统的影响是不同的。单相接地短路会导致故障相电流增大，非故障相电压升高；两相相间短路会改变相间电压平衡，产生负序电流；两相接地短路则会有零序电流出现；三相短路是最严重的情况，所有相电压降低到零，电流对称但极大。
通过本实验，学生不仅能够理论联系实际，加深对电力系统故障现象的理解，还能掌握故障分析的基本方法，为电力系统的运行维护和故障处理提供基础。此外，仿真计算与手动计算的对比分析，有助于理解计算机辅助设计在电力系统分析中的重要性，提高解决实际问题的能力。
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