提高交流输电系统稳定性的措施工学.doc

1、提高交流输电系统稳定性的措施工学摘要: 本文从输电系统平安可靠运行的重要因数出发，阐述了输电系统稳定运行的重要性， 从而得出了提高交流输电系统 稳定性的具 体措施。 3 关键词：输电系统稳定性静态暂态措施丿 1 输电系统稳定 性的重要性输电的稳定性，是输电系统平安可靠运行的重要因数。随着 输 电系统规模的扩大，输电距离和输送容量大大增大，系统的 稳定问题 就显得比拟突出。可以说，输电系统稳定性是限制交流 电流远距离输 电送电距离和输送能力的决定因素。所以，必须 采取各种措施来提高 输电系统的稳定性 , 从而提高输送能力。从 静态稳定分析可知，如果 正确选择调节器的参数，使输电系统不 发生自发振

2、荡时，那么输电系 统具有较高的功率极限，一般也 就具有较高的运行稳定度。从暂态稳 定分析可知，输电系统受 大扰动后，发电机轴上出现的不平衡转矩将 使发电机产生剧烈 的相对运动； 当发电机的相对角的振荡超过一定限 度时，发电机 便会失去同步，从而破坏了稳定性。从这些概念出发可 以得出 提高输电系统稳定性和输送能力的一般原那么是： 一是尽可能地 提高输电系统的功率极限；即应从提高发电机的电势 E、减小系统电 抗X、提高和稳定系统电压 U等方面着手。二是尽可能减 小发电机 相对运行的振荡幅度；即应从提高提高暂态稳定，减 小发电机转子轴 上的不平衡功率、 减小转子相对加速度以及减 少转子相对动能变化量

3、 等方面着手。2 提高交流输电系统稳定性的措施丿采用自动调节励磁装置 : 当 发电机装设自动励磁调节器时， 发电机可看做具有E为常数 的功率特 性,这也就相当于将发电机的电抗从同步电抗 xd减小为暂态电抗X*d 了. 发电机的电抗在输电系统总电抗屮所占的比 重很大，因此，减小 发电机的电抗可以提高系统的功率极限和输 送能力. 如果采用按运行 参数的变化率调节励磁那么甚至可以维持 发电机端电压为常数， 这就相 当于将发电机的电抗减小为零。 因此，发电机装设先进的调节器就相 当于缩短了发电机与系统间 的电气距离，从而提高了静态稳定性 . 自 动励磁调节对改善暂态 稳定也有明显作用， 良好的自动励磁

4、在暂态摇 摆过程屮能增大 系统的阻尼，从而能使系统振荡迅速平息下来，缩短 摇摆过程 , 这是十分有利的。此外，为改善暂态稳定性，现在的励磁 系统都 配备有某种强行励磁装置，其作用是在系统故障时，迅速增加 发 电机的励磁电压 , 减小了 E 啲衰减程度，如果强行励磁倍数很高， 甚至可以使暂态电势增大。改善电网结构及减小线路电抗 : 电网结构是输电系统平安 稳定 运行的根底， 改善电网结构的方法较多， 例如增加输电线路 的回路数， 减小线路电抗系统的联系；另外，当输电线路通过 的地区原来就有输 电系统时， 将这些屮间系统与输电线路连接成 为较大的联合输电系统， 这样可以使长距离的输电线路屮间点 的

5、电压得到维持， 相当于将输电 线路分成两段，缩小了电气距 离。而且，屮间系统还可与输电线交换 有率，起到互为备用的作 用。在输电系统屮间接入中间调相机，这些 调相机配有先进的 自动励磁调节器， 那么可以维持调相机端点电压甚至 变压器母线 电压恒定。这样，输电系统就等值地被分割为两段，每一 段的电 气距离将远小于整个输电系统的电气距离， 输电系统的稳定性 得 到提高。 由于调相机维护工作困难， 已逐步被静止补偿器所替 代。 另外减小线路电抗主要是通过采用导线、 提高线路额定电 压等级以及 采用串联电容器补偿等方法来提高输电系统的稳定 性。丿快速切除短 路和自动重合闸 : 快速切除故障是提高暂态稳

6、 定最根本、最有效的措 施，同时又是简单易行的措施 . 快速切除 故障的作用是减小加速面积， 增大减速面积 ,提高了发电机 Z 间 并列运行的稳定性。另一方面，快 速切除故障也可使负荷屮的 电动机端电压迅速上升， 减少了电动机失 速和停顿的危险，提 高了负荷的稳定性。切除故障时间是继电保护装 置动作时间和 断路器动作时间的总和.目前可到达短路后0.06 s切除 故障线 路，其中0o 02s为保护装置动作时间，0o 0 4s为断路器动作 时 间。输电线路的短路故障，绝大多数是瞬时性的，故障线路切 除 后通过自动重合闸装置立即重新投入， 大多数情况下可以恢 复正常运 行，成功率可达 90%以上。超

7、输电线路的故障大多 数是单相接地， 这类故障可以采用按相动作的单相重合闸装置。 这种装置自动选出故 障相切除，经过一小段时间后又重新合闸。 由于只切除一相，送电端的发电厂和受端系统没有完全失去联 系，故 提高了系统的暂态稳定性。 3 系统解列与异步运行和再 同步: 合理木 用各种提高稳定的措施 Z 后 , 可以人大提高的稳定 性，但不能保证破 坏系统稳定的事故绝对不发生，因而可能出 现未能预料的严重事故， 使系统仍有可能失去稳定 . 为此，可以采 取系统解列、异步运行和再 同步等应急措施，以减少损失，尽 快恢复对用户的正常供电 . 系统解 列就是当系统稳定破坏已不可 防止时，尽量限制事故扩大，

8、减少稳定 破坏造成的危害 . 把已经失 去同步的输电系统，在适当的节点或解列 点断开某些断路器， 使 系统分解为假设干子系统， 各自保持同步的局部。 这样，各局部可 以继续同步运行， 保全系统的大局部。 在事故消除后， 经过调 整，再把各局部并联起来，恢复系统正常运行方式 . 正确选择 解 列点很重要，应该让解列后各局部的电源和负荷根本上平衡，否那么 将使系统的某一局部的频率和电压大幅度下降，甚至崩溃，而 另一部 分的频率和电压上升很高。 如果系统稳定的破坏不是由 发电机本身的 故障而引起的， 可以考虑允许因稳定破坏而转入 异步运行的汽轮发电 机继续留在系统中工作，并采取措施促使发 电机恢复同

9、步运行。但这 种短期异步运行方式主要适用于有率 储藏较欠缺、 无率储藏较充裕的 输电系统中的隐极式同步汽轮 发电机。在发电机异步运行时，仍可向 系统屮送出局部有率，但 要从系统中吸取无率，这样必将大大地改变 系统中的无率的平 衡关系，降低系统的电压水平。当个别汽轮发电机 因励磁系统的 故障而失磁时。只要故障不危及发电机组的继续运行， 且系统 屮无功电源充足，可以不立即切除失磁的发电机，而让它在系 统屮 短时间异步运行，待励磁系统故障消除后，重新投入励磁，使它 恢复正常的同步运行 .采用快速汽门控制与电气制动：在系统故障时，对于汽轮 机采 用快速的自动调速系统或者快速关闭进汽门的措施， 就会 显著减小过 剩功率，提高系统的暂态稳定性。水轮机由于水锤现 象不能快速关闭 进水门， 因此有时采用在故障时从送端发电厂 屮切掉一台发电机的方 法，这等值于减少原动机功率。电气制 动就是当输电系统屮发生短路 故障时，发电机输出的有率急剧 减少，发电机组因功率过剩而加速， 迅速投入制动电阻，消耗发 电机的有率以制动发电机，使发电机不失 步。另外变压器屮性点 经小电阻接地的作用为接地短路时的电气制动， 使系统发生不 对称接地短路时， 产