湖南大学课件电磁功率特性

1、1第十六章第十六章 电力系统的电磁功率特性电力系统的电磁功率特性16-1 16-1 简单电力系统的功率特性简单电力系统的功率特性 16-2 16-2 网络接线及参数对功率特性的影响网络接线及参数对功率特性的影响16-3 16-3 自动励磁调节器对功率特性的影响自动励磁调节器对功率特性的影响16-4 16-4 复杂电力系统的功率特性复杂电力系统的功率特性216-1 16-1 简单电力系统的功率特性简单电力系统的功率特性简单系统结构及基本假设：简单系统结构及基本假设：忽略元件电阻和对地导纳；忽略元件电阻和对地导纳；两侧电源电势恒定；两侧电源电势恒定；G的不同类型的不同类型不同不同E、xG不同功率特

2、性不同功率特性3一、隐极式一、隐极式GG的功率特性的功率特性 16-1 16-1 简单电力系统的功率特性简单电力系统的功率特性1ddT1LT2de2()xXXXXXXX(1) (1) 送端电源功率特性送端电源功率特性Re()Re()Im()Re()qqEqqdqqqEqqdqqdPEjEIjIE IIQEjEIjIE IIcossinsincosdqdqIXEIXEVcossinsin(cos)qdqdIEXIEVXsin()cos()dqIIIIqEqd2qqEqddsincosE VPXEE VQXX1 1、 Eq=const 时的时的功率特性功率特性4一、隐极式一、隐极式GG的功率特性的

3、功率特性 16-1 16-1 简单电力系统的功率特性简单电力系统的功率特性(2) (2) 受端系统侧功率特性受端系统侧功率特性Re()cosIm()sinVVPVVIIQVVIIcossinsincosdqdqIXEIXEVqVd2qVddsincosE VPXE VVQXX1 1、 Eq=const 时的时的功率特性功率特性516-1 16-1 简单电力系统的功率特性简单电力系统的功率特性一、隐极式一、隐极式GG的功率特性的功率特性 (3) (3) 功率特性曲线功率特性曲线(1) PEq=PV ，PEq.m=EqV/xd，Eqm=900 G输出功率极限输出功率极限 = = 系统传输功率极限系

4、统传输功率极限 = = 静态稳定极限静态稳定极限(4) (4) 结论结论(2) QEq-QV =I2xd=Q(2曲线间的距离曲线间的距离) Q P QV 90 900 ；受端；受端 P PV V 略略 90 9001416-2 16-2 网络接线及参数对功率特性的影响网络接线及参数对功率特性的影响一、串联电阻的影响一、串联电阻的影响222sin2cosEqVqqPPEVEVI RZ特点：特点：2 2、P PEqEq P PV V 二者差即为传输阻抗损耗二者差即为传输阻抗损耗随功角的增大而增大：随功角的增大而增大：3 3、P PEqEq 中与功角无关的项中与功角无关的项 “ “固有功率固有功率”

5、，它使送端，它使送端功率极限、极限角增加功率极限、极限角增加 串联电阻越大，极限功率、串联电阻越大，极限功率、极限角增加越多极限角增加越多1516-2 16-2 网络接线及参数对功率特性的影响网络接线及参数对功率特性的影响二、并联电阻的影响二、并联电阻的影响211121112222122212sinsin()sinsin()qqEqqVEEVPZZEVVPZZ112212111k2111111222k12222221212kd121212Z= jX +R /jX = R+ jX= ZZ= jX +R /jX = R+ jX= ZZ= -X XR + jX= R+ jX= Z0110220120

6、90090 900111102222012129009009001、功率特性、功率特性1616-2 16-2 网络接线及参数对功率特性的影响网络接线及参数对功率特性的影响二、并联电阻的影响二、并联电阻的影响221122121122122sinsinsincosqqEqVEEVVPPZZZ(1) P(1) PEqEq向上、向左移动，极限角向上、向左移动，极限角 9002qqEqm1111122qVm222212sin|sin|EE VPZZE VVPZZ 2、特点：、特点：(2) P(2) PEqEq P PV V 并联电阻消耗功率，功角的函数：并联电阻消耗功率，功角的函数：随功角增大而减小随功

7、角增大而减小与串联电阻情形相反！与串联电阻情形相反！(3) (3) 固有功率固有功率与并联电阻大小及其接入点有关与并联电阻大小及其接入点有关 可能可能 与功角有关的部分与功角有关的部分 如电厂主要带地方负荷如电厂主要带地方负荷1716-2 16-2 网络接线及参数对功率特性的影响网络接线及参数对功率特性的影响三、并联三、并联电抗电抗的影响的影响1212sin qqEqVEqmVmE VE VPPPPXX111k211222k1221212kd12Z= jX + jX /jX = jXZ= jX + jX /jX = jXZ= jX XX + jX= jX011221211221290 01、功

8、率特性、功率特性2、特点：、特点：并接电抗使功率极限减小，且并接电抗使功率极限减小，且例如：例如：短路故障短路故障12 kEqmXXP (3)(1,1)(2)(1)0XXXX三相短路将使输送功率降至三相短路将使输送功率降至 0 0 严重威胁系统稳定！严重威胁系统稳定！1816-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响一、无调节励磁时系统电压的变化特点一、无调节励磁时系统电压的变化特点Eq、V 恒定恒定 P(01800)VL 端点在端点在 Eq-V 上上，VL 下降程度，取决于下降程度，取决于L与与V、Eq 间的电气距离间的电气距离(2) 对任一对任一，总有点，总有

9、点C电压最低电压最低(OCAB)；一般不同；一般不同对应的对应的C点位置不同点位置不同 但两侧电势相等时，但两侧电势相等时，C总为电气中点总为电气中点(3) 在在 03600 变化，变化，P、I、任一点、任一点 V 振荡振荡=0、3600 时时V最高，最高，=1800 时时V最低最低(4) =1800 时，系统时，系统Vmin点点VC=0 振荡中心振荡中心； Eq=V震荡中心即电气中点，否则应当由震荡中心即电气中点，否则应当由=1800 、Vc=0确定。确定。1916-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响二、自动励磁调节对功率特性的影响二、自动励磁调节对功率特

10、性的影响(1) (1) 不连续调节励磁不连续调节励磁Eq=constEq=const PVG 超出设定范围，超出设定范围，AVRAVR动作动作 Eq0= = Eqa Eqb 运行点从运行点从 P() Eq0 P() Eqb 特点：特点：功率极限功率极限，但极限角，但极限角稳定运行区不变稳定运行区不变 ( 隐极机时隐极机时 900 )2016-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响二、自动励磁调节对功率特性的影响二、自动励磁调节对功率特性的影响(2) (2) 连续调节励磁连续调节励磁Eq=constEq=const PVG AVRAVR立即动作立即动作 Eq=co

11、nst=const运行点运行点 沿沿P() Eq 移动移动 特点：特点：功率极限功率极限，极限角，极限角 稳定运行区稳定运行区(3) (3) 连续调节励磁连续调节励磁V VGG=const=const PVG AVRAVR立即动作立即动作 VG=const=const 运行点运行点 沿沿P() VG 移动移动 特点：特点：功率极限功率极限，极限角，极限角 稳定运行区稳定运行区2116-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响二、自动励磁调节对功率特性的影响二、自动励磁调节对功率特性的影响小结：小结： 调节励磁调节励磁(AVR) (AVR) 使使V VGG=cons

12、t=const、或某、或某一机内电势恒定，一机内电势恒定，提高极限输出功提高极限输出功率、扩大稳定运行区率、扩大稳定运行区域域22三、用各种电势表示的功率特性三、用各种电势表示的功率特性qqGqQdddeqcoscoscoscosEVEVVVEVIXXXXqqQqddqqQGqeeqqQqdd1cos1cos1cosXXEEVXXXXEVVXXXXEEVXX16-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响1、用、用q轴电势表示的功率特性轴电势表示的功率特性QQqsinEE VPX23qqGq2qdqEddq2qdqEddq2Gqeqeeqsinsin22sinsin

13、22sinsin22VE VXXVPXXXE VXXVPXXXV VXXVPXXX ddqQqqddqQqqeeGqQqq1cos1cos1cosXXEEVXXXXEEVXXXXVEVXX 16-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响三、用各种电势表示的功率特性三、用各种电势表示的功率特性1、用、用q轴电势表示的功率特性轴电势表示的功率特性QqQE = V+ jx IE2416-3 16-3 自动励磁调节对功率特性的影响自动励磁调节对功率特性的影响三、用各种电势表示的功率特性三、用各种电势表示的功率特性dGVGeesinsinEE VPXV VPX2、用、用E 、VG 表示的功率特性表示的功率特性qdeGqarcsin1 sinarcsin1 sineXVEXXVVX 25 本章小结1、掌握隐极和凸极机的功