电力系统暂态分析讲义

电力系统暂态分析讲义24第八章 电力系统暂态稳定第一节 暂态稳定概述暂态稳定分析：不宜作线性化的干扰分析，例如短路、断线、机组切除（负荷突增） 、甩负荷（负荷突减）等。能保持暂态稳定：扰动后，系统能达到稳态运行。分析暂态稳定的时间段：起始：01s ，保护、自动装置动作，但调节系统作用不明显，发电机采用、P T 恒定模型；qE中间：15s，AVR、P T的变化明显，须计及励磁、调速系统各环节；后期：5smins ，各种设备的影响显著，描述系统的方程多。本书中重点讨论起始阶段。基本假定： 网络中，= 0 （网络等值电路同稳态分析） 只计及正序基波分量，短路故障用正序增广网络表示一物理过程分析发电机采用 E模型。故障前：电源电势节点到系统的直接电抗21TLTdI xxsinIIUEP constUconst电力系统暂态分析讲义25故障中，xxxTLTdTLTdI )2)()2()( 1sinIIUEP故障切除后：21TLTdI xxsinIIUEP功角特性曲线为： 故障发生后的过程为：运行点变化 原因 结果ab 短路发生 P TPE, 加速， 上升， 增大bc 上升， 增大 0 ,动能增加ce 故障切除 PT 0 ， 继续增大ef 动能释放 减速，当 f = 0，动能释放完毕， m角达最大fk PT发TP电机输出的电磁功率 ，发电机加速，EPITJdt20dttt)( 2dPdTETJ 0积分得： cdPITJcJ 0)(21)(21000左侧转子在相对运动中动能的增量；右侧过剩转矩对相对位移所做的功 线下方的阴影面积称为加速T面积；故障切除后ITJPdt20mdITmJ0)(10 时， ， f 0mmcdPTTIJ)(210PPT=P0PIPab c 0 cPPT=P0PPcdaf c m电力系统暂态分析讲义27右侧制动转矩对相对角位移所做的功 线上方的阴影面积（称为减速面积）TP 因减速过程中，转速恢复同步转速（即加速过程中的动能释放完毕）时 角达最大，所以加速面积减速面积等面积定则。等面积定则的应用 在三状态暂态稳定分析中确定极限切除角 角摇摆越过 h，则 PTPE，将使 角继续扩大，系统失去暂态稳定。 h是最大允许摇摆角。当加速面积与允许的减速面积相等时，cmhcmdPdPTIIT0 )()(c hc TIMIM0 )sinsin IIIhTcm09co)(os暂态稳定判据 1： ，系统能保持暂态稳定，否则不能保持暂态稳定。c加速面积、减速面积的应用例单相重合闸的作用分析重合闸动作分析：ABc(1). 正常运行ABc(2). 单相接地ABc(3). 选相跳闸ABc(4). 重合成功ABc(5). 重合失败ABc(6). 非全相运行P(1). 重合成功PPPT=P0PIPPc 0 cm hh电力系统暂态分析讲义28暂态稳定判据 2：实际加速面积180，系统不能保持暂态稳定。PT=P0PIPP 0 c R允许减速面积加速面积PT=P0PIPP 0 c R hc允许减速面积加速面积(2). 重合失败 0 c mtc(1). 重合成功电力系统暂态分析讲义29-t 曲线的计算方法（微分方程数值解法）（二）改进欧拉法四 提高暂态稳定的措施 缩短电气距离（即提高静态稳定的措施） 减少功率差额：1保护装置 快速切除故障，可减小加速面积； 采用自动重合闸，重合成功可增大减速面积；2提高发电机输出的电磁功率 强励，提高端电压，增大有功输出； 电气制动，消耗发电机有功功率；3.快速关闭汽门4.系统失去稳定后的措施 适当设置解列点； 异步运行再同步。考核要求：1、电力系统暂态稳定的物理过程。2、等面积定则分析电力系统暂态稳定。3、提高暂态稳定的措施。例题：电力系统暂态分析讲义30习题一、简答题1.写出五条提高电力系统暂态稳定运行的主要措施。1）采用自动重合闸装置。2）发电机装设强行励磁装置。3）电气制动。4）变压器中性点经小电阻接地。5）快速切除故障。12. 什么是电力系统暂态稳定?电力系统的瞬态稳定性，是指电力系统在某一运行状态下受到较大的干扰后，能够过渡到一个新的运行状态或恢复到原来的运行状态的能力。13.试述等面积定则的基本含义。在加速期间积蓄的动能增量全部耗尽，即加速面积和减速面积大小相等，这就是等面积定则。14.解释采用减少原动机输出功率的方法能够改善系统的暂态稳定性。减少了加速面积，增大了减速面积。15试用等面积定则分析当自动重合闸成功时为什么可以提高电力系统暂态稳定性？增大了减速面积。二、计算题1.设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线： =2 、P1sin=0.5 、 =1.5 及输入发电机的机械功率 =1。求极限切除角。P2sin3sinPT(6 分)设已知系统短路前、短路时、短路切除后三种情况的以标幺值表示的功角特性曲线： 、 、 及输入发电机的机械功率 。求极限切除角。i1i5.02 sin5.13PT由 得：Trad6由 得：P3 radh 412.9.8.418由 36.0coscs)(cos230 mhTmP所以， .7c3. 简单系统及参数标么值如图，