《电力系统暂态分析》第七章提纲(共16页).doc

精选优质文档-----倾情为你奉上第七章　电力系统暂态稳定第一节 概述暂态稳定是指电力系统在某个正常运行方式下，突然受到某种大的干扰后，经过一段暂态过程，所有发电机能否恢复到相同速度下运行，能恢复则称系统在这种运行方式下是暂态稳定的暂态稳定与运行方式和扰动量有关因此不能够泛说电力系统是暂态稳定或不稳定的，只能说在某种运行方式和某种干扰下系统是暂态稳定或不稳定的在某种运行方式下和某种扰动下是稳定的，在另一种运行方式和另一种扰动下可能就是不稳定的运行方式一般是指系统负荷的大小，系统负荷越大，暂态稳定性问题越严重扰动量一般是指短路故障，短路故障扰动量与短路方式和短路地点有关大扰动原因有：①负荷突然变化，如投、大容量用户等；②投、切系统的主要元件，如变压器、发电机或线路等；③发生短路故障，这是最主要、也是最严重的的扰动一般用短路故障来检验系统是否暂态稳定我国颁布的《电力系统安全稳定导则》规定：①发生单相接地故障时，要保证电力系统安全稳定运行，不允许失负荷；②发生三相短路故障时，要保证电力系统稳定运行，允许损失少量负荷；③发生严重故障时，系统可能失稳，允许损失负荷，但不允许系统瓦解和大面积停电，应尽快恢复正常运行。

大扰动后的暂态过程大致分为三阶段：（1）起始阶段：故障后1s内时间，调节装置还来不及起作用；（2）中间阶段：大约5s，调节装置起作用；（3）后期阶段：几十s～几min，热力设备动作过程也起作用本课程主要介绍前两个阶段暂态稳定分析的基本假设：（1）不计定子绕阻电磁暂态过程中的非周期分量电流因为 ①衰减快；②非同期分量电流产生的磁场在空间不动，在转子绕组产生同步频率电流，其产生的平均功率接近于零2）不计零、负序电流产生的功率因为负序电流产生的转矩很小，而零序电流不产生转矩3）不计网络电磁暂态过程，即网络方程用代数方程描述4）根据计算的不同要求，负荷、发电机可以采用不同模型第二节　简单电力系统的暂态稳定发电机采用、模型一、物理过程分析1. 正常运行方式2.故障时采用正序增广网络定则：求正序功率时，在故障点接入一个附加电抗由故障类型决定①三相短路： ②两相短路： ③单相接地短路： ④两相短路接地： Y→∆变换3.故障切除后切除故障正常运行在点，故障时由点、不变→＞（）加速↑、↑点时故障切除，运行点由点＜→减速。

↓但仍大于，所以继续增大点时=，由于＜，加速度为负、↓、↓点加速度为0，但＜进一步减少点、由于＞、加速度为正，↑、↑最终返回点稳定运行面积称为加速面积；面积称为减速面积切除时间越早，加速面积越小，越容易稳定；切除时间越长，加速面积越大，对稳定越不利；若运行点到点仍不能使=，那么系统将失去稳定为此，必有一个极限切除角，使加速面积等于减速面积，这称为等面积定则二、等面积定则加速面积 减速面积整理得式中：；；、代入式中应用弧度表示由此可求得极根切除角例7-1】求点发生两相短路接地时极限切除角解：取，发电机： s变压器： 变压器： 线路： ； ；（1）正常运行令 ；（2）故障时负序网:零序网:则 (3)故障切除后 除了短路故障引起的扰动外，等面积定则还可用于分析简单电力系统在其他扰动下的稳定问题举例说明如下：【例7-2】发电机（或线路）因故障突然断开，短时又重新合上。

例7-3】原动机输出功率突然增加50%例7-4】线路电容串补突然退出三、摇摆曲线的求解对于继电保护来说，一般已知切除时间而非切除角，因此需要知道极限切除时间若，系统将失去稳定那么如何求极限切除时间呢？方法是即：先求得发电机转子的摇摆曲线，再由求得下面讨论的求解问题转子运行方程正常运行时： 故障时： 故障切除后： 初始条件： ；采用数值方法求解转子运动方程（微分方程）下面介绍两种方法1. 分段计算法转子运动方程 式中：；称过剩功率说明：用度数表示时，分段计算法基本思想：将转子运动过程即细分成小时段，小时段内线性化一般取0.05～0.1s假设条件（1）从一个时段的中点到下一时段中点的一段时间内，过剩功率保持不变，并等于下一时段开始时的过剩功率2）每个时段内的相对角速度不变，且等于该时段中点的相对角速度若已知时段结束时的角度即由可得 两式相减，得改写成迭代公式在发生短路瞬间与故障切除瞬间，功率要发生突变，这时求应由下式求得式中：——第时段末突变前的过剩功率；——第时段末突变后的过剩功率。

例7-5】续例7-1，应用分段计算法求解：（1）极限切除时间；（2）在切除故障时的曲线解】 取，则 (1)时发生短路：第一时段()： (短路前) (短路瞬间)第二时段： 第三时段： 第四时段： 显然：必在第四时段内，即之间 采用线性插值方法求 即:如果实际切除时间大于0.1927s，在该运行条件下系统是不稳定的2）秒时切除故障第四时段： 第五时段： 依此类推，求出曲线： 0 34.530.05 6.500.10 42.320.15 51.780.20 62.740.25 72.600.30 80.88 0.35 87.33 0.40 91.87 0.41 94.50 0.42 95.230.55 94.070.60 91.01… …可见：时，达到最大，之后开始减小，最后趋于某一定值。

2.改进欧拉法对于一阶微分方程式对进行泰勒级数展开，得忽略及以后项即或此即梯形积分法由于式中等号的右边含有未知量，所以该式为隐式方程一般要用迭代法求解改进欧拉法，采用两步迭代第一步：求的近似值(忽略及以上项)第二步：求的改进值(校正值)用改进欧拉法求转子运动过程的递推公式第一步：求近似值第二步：求真值(改进值或校正值)【例7-6】接例7-1，应用改进欧拉法求解曲线解】 ，第一时段()：第二时段：第三时段：第四时段：改进欧拉法与分段计算法计算结果比较 (改进欧拉法) (分段计算法)0 34.53 34.530.05 36.49479 36.500.10 42.35046 42.320.15 51.87448 51.780.20 64. 64.56第三节 发电机自动调节系统对暂态稳定的影响一、自动调节励磁系统近似考虑调节励磁的作用时假设保持不变，这与实际情况有差别，有时可能产生错误的结论。

例如（1）发生短路后发电机在强行励磁作用下，暂态电势会迅速升高，不会保持恒定，而会升高，上述结论则偏于保守2）若发电机强行励磁不动作（如远离短路点时），可能会下降所以只有将调节励磁系统的暂态过程考虑进去，才会更切合实际情况二、自动调速系统前面讨论中保持恒定，这种假设是认为调整系统有失灵区，各环节的时间常数较大，当暂态稳定破坏后，还来不及调节由于调速系统性能日益完善，失灵区越来越小，各环节的时间常数越来越小，调速系统的作用不能不考虑,特别是有快关汽门的发电机更应考虑快关汽门的作用如图所示，减少了加速面积，增加了减速面积即加速面积由减速面积由第四节 提高暂态稳定性的措施一、快速切除故障，应用自动重合闸从减少功率差额出发1．快速切除故障：减少加速面积，增加减速面积切除时间，式中为保护动作时间，为断路器动作时间2．自动重合闸：如果重合闸成功，则减速面积大大增加，从而提高暂态稳定性如果重合闸不成功（如重合到永久性故障），则减速面积减小、加速面积反而增加，从而降低暂态稳定性，所以自动重合闸通过“后加速”，再次快速切除故障电力系统故障大多数为瞬时性故障，重合闸成功率在90%以上二、提高发电机输出电磁功率1. 发电机强行励磁。

2. 电气制动：机端投入电阻负载用来消耗发电机有功功率3. 变压器中性点加小电阻：在接地性短路时，变压器中性点流过3倍零序电流，从而产生有功损耗三、减少原动机输出的机械功率1. 切机：切除某些发电厂或某些发电厂的部分机组2. 快关汽门3. 机械制动四、改变网络结构1. 避免单回路远距离输电2. 避免高低压电磁环网3. 避免特大单环4. 受端要有一定机组支持5. 避免两个电网弱联系6. 电源容量与投入电网的电压等级要合理配合，避免大容量电厂接入低电压等级电网五、 加强电网管理1. 对电网稳定问题要预先进行分析，做到心中有数，及时采取对策2. 稳定措施要落实3. 发生稳定破坏事故，要认真分析提出改进措施4. 要分层管理，层层落实六、 系统失稳措施1. 设置合理的解列点2. 有可能的电网，可进入异步运行3. 尽快恢复同步专心---专注---专业。