电力系统分析基础(第八 章)
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2020/11/27
电力系统分析基础(第八章)
•第八章 电力系统的稳定性
•一、基本概念
•稳态：运行参数变化很小
•电力系统 的运行状态
•暂 态：
•受到突然的扰 动，运行参数 变化很大
•电磁暂态过程——故障分析 •（只考虑电磁变化，几十ms）
•机电暂态过程——稳定问题 •（同时考虑电磁与机械参
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电力系统分析基础(第八章)
• 5、提高静态稳定的措施
1) 采用自动励磁调节装置
• 采用分裂导线
2) 减少元件的电抗
• 采用串联电容器 • 提高线路的额定电压 • 等增级加回路数
3) 改善电网结构和采用中间补偿设备
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电力系统分析基础(第八章)
• 四、简单电力系统的暂态稳定 • 1、分析
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电力系统分析基础(第八章)
•二、同步电机的转子运动方 程
•机械角加速度 •电磁转矩 •转动惯量 •原动机转矩 •转子储存的动能： •转矩基准值：
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•机械角速度
•E •ω q
•U •ω0
•δ
•δ0
•ω
=0
电力系统分析基础(第八章)
•三、简单电力系统的静态稳
定 • 1、功角特性曲
5% •变压
•一次侧：用电设 备
器
•二次侧：发电设备
•标称电压等
•升压变：=发电机额定电压 •降压变：=电网额定电压UN •额定电压为空载电压 •内部损耗约5% •二次电压高出10%
级
电力系统分析基础(第八章)
•7、了解电力网接线 •无备用—从一条线获得电源 •有备用—从两条及以上线获得电源
•8、掌握中性点的接地方式
•3、电能变换和电源构成—水20%、火70%、核10%，了解新能源
•4、电力系统的负荷—了解负荷曲线、负荷率Kp、最大负荷利用小时 T•m5a、x 电力系统运行的特点及要求—电能质量、运行特点、运行要求
•6、电力系统的电压等
级
•用电设备允许偏差5%、首末端10%
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•发电机额定电压高于电网
3) 解释
• 加速面积 abcdk
•
大与
• 减速面积 dgfe时
• 是暂态稳定 的
•
• •
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最大故障切 除角
δc<δmax<δ
h
是暂态稳定 的
电力系统分析基础(第八章)
• 2、等面积定则
• 3、用分段计算法求解转子运动方程 • 不能线性化，只能迭代，一步一步计 算
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电力系统分析基础(第八章)
•有哪几种 •适应范围
•中性点直接接地 •不接地
•中性点不直接接地 •经消弧线圈接 地•经电阻接地
•中性点不接地系统的优缺点
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电力系统分析基础(第八章)
• 三相 短路
•X0 •X2
Σ
Σ
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• 短路点并入一个等效附加阻抗ZΔ
电力系统分析基础(第八章)
2) 模型 a) 正常运行时 b) 故障时
c) 故障切除后
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•XT1
•XL
•XL
•XT2
•XT1
•XL
•ห้องสมุดไป่ตู้L
•X
ᅀ
•XT2
•XT1
•XL •XL
•XT2
电力系统分析基础(第八章)
b点时：受干扰增加Δδ→PE ↘ ，ΔM >0，故δ继续↗ ，不能回到b 点。
受干扰减少Δδ时，由b点回到a点，但在b点不能建立稳定的平
衡，故是不稳定的
电力系统分析基础(第八章)
2) 稳定判据
•时
• 极限功
稳 • 稳定储备系定
数：
率：
• 正常运行：KP > • 1故5障%状态：KP >
• 3、利用小干扰法分析简单电力系统的静稳10定%
线
•jXd
•jXT1
•jXL1
•jXT2
•jXL2
•
•
凸 极 机 隐 极 机
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•jXdΣ
电力系统分析基础(第八章)
• 2、静态稳定的 概念
1) 分析
•
• •
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a点时：受干扰δa获得正Δδ→PE获ΔP，P0不变→ ΔM为负制动转 矩，发电机减速， δ↘回到δa， ΔM=0，但惯性作用δ继续↘到 a’’点停止减少，在a’’点ΔM>0故须加速， δ ↗ ，但由于阻 尼达不到a’点，经过几次振荡后回到a点，是静态稳定的。
1) 假设
a) PT不变（因为1秒左右原动机调速器还不能有明显变 化）
b) 对不对称短路，不计零序及负序电流对转子的影响
• （零序：Δ接法，无；负序：平均值为零的转矩，惯性大来不及反
c) 只考映虑）正序分量的影响（用复合序网及等效等则）
• 单相 接地
•X0
Σ
•X2
Σ
• 两相 短路
•X2
Σ
• 两相接地 短路
• 4、提高暂态稳定的措施
1) 采用自动励磁调节装置
• •
提高静稳有明显作用 增大阻尼，改善暂稳
2) 快速切除故障和自动重合闸
• •
减少加速面积，增大减速 面重积合闸进一步增大减速面
• 采用分裂导积线
3) 减少元件的电抗
• 采用串联电容器 • 提高线路的额定电压等级
4) 快速汽门控制、电气制动、变压器经小电阻接地
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电力系统分析基础(第八章)
• 两个 根：
• 分析: 1) 当Seq>0时，P1,2=jβ
• 考虑到阻尼时,衰减振荡,稳 定
2) 当Seq<0时，P1=μ, P1=-μ
• 不稳定
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电力系统分析基础(第八章)
• 4、调节励磁对电力系统静态稳定的影响
• 励磁维持端电 压UG不变时，对 应的功率特性曲 线——外功率特性 曲线在δ>900时仍 然是稳定的，但由 于的滞后调节，在 δ<900范围内，对 于装有调节器的系 统，不能用dP/dδ 判断，而应用小干 扰法分析。
• 汽轮机——快关汽 • 门水轮机——电气制动，发生故障时迅速投入一个附加电 • 阻变压器经小电阻接地——单相故障的电气制动
• 联锁切机
5) 改善电网结构和采用中间补偿设备
6) 系统解列，异步运行，再同步
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电力系统分析基础(第八章)
• 总复 •第一章 电力系统的基本习概念
•1、电力系统的概念和组成—电力网、电力系统、动力系统及之间关 系•2、电力系统为什么要互联运行—经济、可靠、互补、备用
量）
•概念：受到扰动后，能否回到原来的状态或过渡到新的状
态
•静态稳定：受小干扰，偏离原状态，干扰消失后又恢复平衡
•稳态 性
•（特点：变化量小，可线性化分析） •暂态稳定：受大干扰，偏离有限，干扰消失后又恢复平衡
•（特点：变化量大，不允许线性化处理）
•
动态稳定：受大干扰较长一段时间的过程，考虑
调节与控 制装置作用，时间较长