电力系统暂态稳定性分析重点.doc

第一节 故障种类、原因及后果短路类型：三相短路（5%） 两相短路（10%） 两相接地短路（20%） 单相接地短路（65%）短路原因：电气设备载流部分相与相之间或相与地之间绝缘遭到破坏。短路电流计算与分析的主要目的：应用计算结果进行 继电保护设计和整定值计算，电气设备的设计，制定限制短路电流的措施和稳定性分析。在发电厂 变电所及整个电力系统的设计和运行中，需要 合理的选择电气接线 合适的选用配电设备和断路器 正确设计继电保护以及选择限制短路电流的措施。这些必须以短路故障计算结果作为依据。第二节 无限大功率电源供电的三相短路电流分析无限大功率电源：电源的 电压幅值和频率 在故障分析中仍能 保持恒定。三相短路电流的特点：（1） 含有一个稳态分量()它们组成一组对称的正序电流，其幅值恒定不变(交流分量或周期性分量)（2） 含有一个自有分量（）它们的存在是为了使短路电流在短路瞬间数值保持不变，以后按时间常数Ta衰减至0（直流分量或非周期性分量）（3） 各相短路电流的波形分别对称于其直流分量的曲线而不是时间轴。（4） 直流分量起始值越大，短路电流的最大瞬时值越大。（起始值与短路瞬间的电源电压的相位以及电流值有关）短路冲击电流：短路电流的最大瞬时值。条件：在空载情况下，满足（ ）时，ima与时间t轴重合，直流分量起始值的绝对值达到最大值ima。计算公式：短路电流的最大有效值 主要用于检验开关电器等设备切断短路电流的能力。定义式：_在假定一个周期内直流分量保持为计算时刻t的取值的情况下有：_显然，短路电流的最大有效值是以最大瞬时值发生的时刻（既发生短路后约半个周期）为中心的短路电流有效值。在发生最大冲击电流的情况下有：_第3节 无阻尼绕组同步电机突然三相短路分析突然短路后各绕组电流中的短路分量成分及其变化规律：首先，与第二节介绍的无限大电源经阻抗短路的情况相似，短路后在定子绕组中将流过三相对称、正序、按同步角频率变化的短路电流，但在同步电机短路中，这一电流的幅值将从起始值按指数规律衰减到稳态值，而与他相对应的是励磁绕组和定子d、q绕组中的衰减直流分量。在另一方面，也与无限大电源经阻抗短路的情况相似，在定子绕组中由于电流不能突变，因此要流过自有分量电流，但在同步电机短路中，自有电流并非衰减的直流，而是一个频率很低的和另一个接近于两倍频率的衰减震荡电流之和，与它们相对应的是励磁绕组和d、q绕组中角频率近似等于同步频率的自由电流。下面就励磁绕组和d、q绕组作如下分析：直流分量电流的衰减是由于绕组电阻的存在。如果只计算初始值则完全可以忽略绕组的电阻，但是如果要计算他们的衰减情况，则必须计及绕组的电阻。直流分量的衰减主要与励磁绕组存在电阻有关；交流分量的衰减主要与定子绕组的电阻有关。第6节 电力系统三相短路电流计算方法手工算法元件级的简化：（1） 忽略同步发电机次暂态参数的不对称，既令_;假定发电机的次暂态电动势都等于_。（2） 忽略线路对地电容的影响，既不计线路行等值电路中的并联导纳。（3） 在高压电力系统中忽略线路的电阻，在低压系统中线路阻抗用其模值Z= 代替，其目的是避免复数运算。（4） 认为变压器的变比等于各侧网络的平均额定电压之比而不考虑其实际分接头的位置，而且在整个标幺值计算中都取网络平均额定电压作为电压的基准值。（5） 除短路点附近的大型感应电动机以外，忽略负荷对短路电流的影响，既将负荷断开。在手工计算短路电流时，首先对网络进行简化处理得出等值电路。如果需要同时计算出各个发电机的短路电流和短路点的短路电流，则可以通过元件的串并联和星角变换，逐步消去等值网络中所有的中间节点而只保留各个发电机次暂态电动势的节点和短路点；否则可以通过网络化简和合并发电机，求出等值发电机与短路点之间的总等值阻抗。三角-星形变换公式：第8章 电力系统简单不对称故障分析第1节 对称分量法原理和分析方法对称分量法是将不对称的三相电流和电压各自分解为三组分别对称的分量，再利用线性叠加原理；对这三组分量分别按对称三相电路进行求解，然后将其结果进行叠加。正序分量：负序分量：零序分量：取a相作为基准相：三相的相量与对称分量之间的关系：在三相对称结构、参数相同的线性电路中，各序对称分量之间的电流、电压关系是相互独立的。也就是说，当电路中流过某一序分量的电流时，只产生同一序分量的电压降。反之，当电路施加某一序分量的电压时，电路中也只会产生同一序分量的电流。电力系统中任何静止元件只要三相对称，其正序阻抗和正序导纳分别与负序阻抗和负序导纳相等。这是因为当流过正序电流和负序电流时，b、c两相对a相的电磁感应关系相同。然而，零序阻抗和零序导纳则通常与正序阻抗和正序导纳不等。第2节 元件序阻抗和电力系统序网络的形成平行架设两回线路的零序阻抗及等值电路每相的导线大地零序自阻抗：第一回线路的三个导线-大地回路对第二回路某一相的互阻抗：零序电路及等值电路：带有架空线路的线路零序阻抗及等值电路 零序自阻抗：零序互阻抗：线路的零序电纳：变压器的零序等值电路。第3节 不对称短路故障情况下短路点的电压和电流从短路点流出的故障分量电流本身就是短路电流：短路点电压的负序和零序故障分量本身就是短路点的负序和零序电压：三个等值序网其电压电流的关系：单相接地短路（1） 短路点直接接地边界条件：序分量表示的边界条件：计算出各序电流分量：（2） 短路点经阻抗接地边界条件：序分量表示的边界条件：求得各序电流分量：两相短路一 两相直接短路（b、c相）边界条件：序分量表示的边界条件：求得各序电流分量：二 两相经阻抗短路边界条件：序分量表示的边界条件：求得各序电流分量：两相短路接地一 两相直接短路接地边界条件：序分量表示的边界条件：求得各序电流分量：正序等效定则：只就简单不对称短路时的正序电流分量来说，它与在短路点串联一个附加阻抗并在其后发生三相短路时的短路电流相等。各序电压在系统中的分布大致有下列规律：（1) 电源点的正序电压最高，而靠近短路点，正序电压数值越低，而短路点的正序电压最低，三相短路时，短路点的正序电压为零；两相短路接地时，正序电压降低的情形次于三相短路；单相短路接地时电压降低最少。（2) 在负序和零序网络中，短路点的负序和零序电压分量相当于电源，因此短路点的负序和零序电压最高，离短路点越远，负序和零序电压越低。功角稳定性：发电机之间失去同步，造成发电机转子间角度的单调增加或增幅振荡，由于发电机的转子角度习惯上称为功角，因此这类稳定性问题常称为功角稳定性。小干扰稳定性分析：对于单机无穷大系统，且发电机用经典模型的情况下，同步转矩系数Ks0是保证系统小干扰稳定性的冲要条件。当功率运行于功率曲线上升部分的任意一点时，系统是小干扰稳定的，此时有Ks0，当运行于功率曲线下降部分的任意一点时，系统是小干扰不稳定的，此时有Ks0。在 范围内随着功角的增大，Ks的数值逐渐减小，相应的系统的小干扰稳定性程度逐渐降低。显然_是系统稳定的临界点。Ks越大，表明系统稳定性越好。电力系统暂态稳定性判断：任意两台发电机转子间的相对摇摆角度超过180200作为系统失去暂态稳定的判据。等面积定则提高电力系统小干扰稳定性的措施有效地减小 可以提高系统的小干扰稳定极限，电抗的大小反映了发电机与无穷大系统之间电气距离。因此，在电力系统规划设计阶段，加强电气联系，既缩短电气距离就成为提高电力系统小干扰稳定的的基本措施。减小电气距离可以由以下几种途径实现：（1） 采用分裂导线。（减小电抗，防止电晕）（2） 采用更高电压等级的线路。（有效地减小线路电抗