电力系统暂态分析

1、电力系统稳定性的概念电力系统稳定性的概念 一、电力系统稳定性概述一、电力系统稳定性概述 1、电力系统稳定性的定义、电力系统稳定性的定义 所谓电力系统稳定性在某一正常运行状态运行的电力系统受到某种干扰后，能否经过一定时间回到原来的运行状态或过渡到一个新的稳定运行状态的能力。能则系统稳定，反之系统不稳定。 2、电力系统稳定性问题分类、电力系统稳定性问题分类 （1）电力系统的静态稳定性 电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。 （2）电力系统的暂态稳定性 电力系统受到大干扰后，能否经过过渡过程达到新的稳态运行状态或者恢复到原来的状态的能力。 3、电力系统稳定

2、性的概念、电力系统稳定性的概念 二、同步发电机的机电特性二、同步发电机的机电特性 1、转子运动方程、转子运动方程 转子运动方程的其他形式：状态方程形式： 2、 的意义及求法的意义及求法 JT 三、同步发电机的功角特性（电磁功率）三、同步发电机的功角特性（电磁功率） 1、隐极机功角特性、隐极机功角特性 3、隐极机在各种情况下的功角特性比较、隐极机在各种情况下的功角特性比较 2、凸极机功角特性、凸极机功角特性四、发电机的电动势四、发电机的电动势 前面分析时，假定发电机的某个电动势为常数，实际上如计及励磁调节装置的作用和发电机内部的电磁暂态过程，发电机的的电动势不可能维持常数，即使也只是在扰动开始时

3、瞬间不突变。 为分析方便，以后的讨论中我们仍假定发电机的某个电动势为常数。五、原动机的机械功率五、原动机的机械功率 如考虑自动调速装置的作用，原动机的机械功率也是随时间变化的，但由于调速装置的时间常数很大，我们可以认为原动机的机械功率在机电暂态过程中保持不变。 建立了转子的运动方程，我们就可以解出建立了转子的运动方程，我们就可以解出 ，并由此判断系统，并由此判断系统的运行稳定性。的运行稳定性。)(t简单电力系统的静态稳定性简单电力系统的静态稳定性 一、电力系统静态稳定性内容一、电力系统静态稳定性内容 1、同步发电机并列运行的静态稳定性、同步发电机并列运行的静态稳定性 同步发电机并列运行的静态稳

4、定性指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。 2、负荷的静态稳定性、负荷的静态稳定性 主要指异步电动机受到小干扰后，不发生停转，自动恢复恢复到初始运行状态的能力 。 3、电力系统的电压稳定性、电力系统的电压稳定性 指电力系统受到小干扰作用后，不发生电压崩溃，自动恢复到初始电压水平运行的能力 二、简单电力系统并列运行的静态稳定性二、简单电力系统并列运行的静态稳定性 1、定义、定义 电力系统并列运行的静态稳定性指电力系统受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到初始运行状态的能力。结论：结论： a点运行静态稳定；b点运行静态不稳定。 2、判断

5、电力系统并列运行静态稳定性的实用判据、判断电力系统并列运行静态稳定性的实用判据 3、静态稳定极限功率与极限功角、静态稳定极限功率与极限功角 3、静态稳定储备系数及对静态稳定储备系数的要求、静态稳定储备系数及对静态稳定储备系数的要求 电力系统安全稳定导则规定：系统正常运行时，KP应不小于15%20%（在前面讨论的情况下，相应的功角不大于 ）事故后的运行方式下KP应不小于10%（在前面讨论的情况下，相应的功角不大于 ）。凸极机的静态稳定极限（略）凸极机的静态稳定极限（略） %10000PPPKMP 三、负荷的静态稳定性三、负荷的静态稳定性 1、异步机电动机的静态稳定性、异步机电动机的静态稳定性 2

6、、异步电动机静态稳定性判据、异步电动机静态稳定性判据 0dsdME四、电力系统电压的稳定性与实用判据四、电力系统电压的稳定性与实用判据 1、电力系统电压稳定性的概念、电力系统电压稳定性的概念 指电力系统受到干扰引起电压变化时，负荷的无功功率与电源的无功功率能否保持平衡或恢复平衡的问题。电压稳定性遭到破坏，将导致系统内电压“崩溃”，大量电动机失速、停转，并列运行的发电机失步，系统瓦解。 2、电力系统电压稳定性判据、电力系统电压稳定性判据3、系统电压稳定极限及电压稳定储备系数、系统电压稳定极限及电压稳定储备系数 运用 分析系统的电压稳定性时，要选好电压中枢点，一般以该点电压的改变可以明显地反映整个

7、电力系统的电压水平为条件。通常都以系统中的功率集散点作为电压中枢点。例如枢纽变电所的高压母线等。0dUQd0dUQd小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性 一、小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性基本思想一、小干扰法分析简单电力系统的静态稳定性基本思想 电力系统的稳定性分析实际上就是求解发电机受到扰动后的转子运动方程，即求取 ，只要求得了 即可确定同步发电机的并列运行的稳定性（包括静态稳定性和暂态稳定性），现实问题是描述发电机转子受扰运动的方程为非线性微分方程，求其解析解非常困难，通常的方法是在一定范围内将其进行线性化求其近似解（小干扰法）或分段线性化求其数值

8、解（数值解法数值解法）。 二、小干扰法分析简单电力系统静态稳定性方法步骤二、小干扰法分析简单电力系统静态稳定性方法步骤 1、建立转子运动方程、建立转子运动方程)(tf)(tf0) 1(dtd)sin(1dqTJXUEPTdtd 2、将转子运动方程线线性化、将转子运动方程线线性化 将转子运动方程在原来的运行点附近展成泰勒级数，并略去高次项。 3、写出线性状态方程的特征方程，求特征方程的根，根据特征根的、写出线性状态方程的特征方程，求特征方程的根，根据特征根的性质判断系统的稳定性性质判断系统的稳定性 事实上求得特征根后，不必写出状态变量增量的表达式，只要根据根的性质就可以判断电力系统是否静态稳定，

9、和如何失去稳定。参见下表。结论：稳定条件为所有特征根的实部为负值。 所有特征根全部为负的充分必要条件：所有系数和劳斯阵列第一列各元素全部为正。 实部为正的特征根的个数等于劳斯阵列第一列元素正负号变换的次数。 例题例题自动调节励磁系统对静态稳定性的影响自动调节励磁系统对静态稳定性的影响多机系统静态稳定的近似分析多机系统静态稳定的近似分析 一、自动调节励磁系统对静态稳定性的影响概述一、自动调节励磁系统对静态稳定性的影响概述 1、隐极式同步发电机等值电路和相量图、隐极式同步发电机等值电路和相量图 同步发电机的相量图如下：2、同步发电机的功角特性、同步发电机的功角特性3、自动调节励磁系统对静态稳定性的

10、影响、自动调节励磁系统对静态稳定性的影响 二、多机系统的静态稳定近似分析二、多机系统的静态稳定近似分析 2）负荷以恒定阻抗表示）负荷以恒定阻抗表示 在对单机无限大简单电力系统静态稳定的分析中，未出现负荷是因为负荷已经并入无限大系统。 2、多机系统受扰运动的分析、多机系统受扰运动的分析 以双机系统为例，电力系统接线、等值电路、化简后等值电路以及电压相量图如下图所示，其中 为相对于某一参考坐标的角度（严格讲应为 ）。21、21、 1）同步发电机的功角特性 2）发电机的状态方程）发电机的状态方程 3）特征方程）特征方程特征根：其中零根是因为未计阻尼，如果阻尼为正，则为负实根。这样系统静态稳定的条件就

11、成为 3、双机系统稳定性的定性分析、双机系统稳定性的定性分析从上面的分析可以看到，两机系统中静态稳定极限与发电机的功率极限是不一致的，即系统的静态稳定区域将扩展到发电机的功率极限以外。 物理解释见教材P198。 由于 之间的区域很小，同时区域的扩展并没有使送端发电机的最大输出功率增加，实际工作中我们所关心的是送端发电机能否稳定地发出功率，因此通常就近似地把对应送端发电机功率极限的功角看作是稳定极限。1212 提高电力系统静态稳定性的措施提高电力系统静态稳定性的措施 一、提高电力系统静态稳定性的措施综述一、提高电力系统静态稳定性的措施综述 1、保证和提高电力系统静态稳定性的常用措施、保证和提高电

12、力系统静态稳定性的常用措施 1）缩短“电气距离”或等值缩短“电气距离” “电气距离”指并列运行的发电机电动势与系统之间的联系电抗 。例如在 的情况下， 越小功率极限PM越大，静态稳定储备系数越大，越有利于系统的静态稳定。这是从根本上避免系统稳定破坏的措施。 2）减小机械功率与电磁功率的差值，并使之达到平衡 如切除负荷这是稳定性有破坏危险时运用的临时措施，它以牺牲供电可靠性为代价。 3）其他权宜措施 系统解列这是当系统稳定的破坏已不可避免时的措施，主要减少稳定性破坏的危害。dX常数常数、0PEqdX 二、缩短二、缩短“电气距离电气距离”的方法的方法 电力系统的静态稳定性是电力系统正常运行时的稳定

13、性，考虑提高电力系统静态稳定性的措施首先应是根本性的措施。而不是危机状态下的措施，即缩短“电气距离”。主要困难：主要困难：2）减小变压器的电抗）减小变压器的电抗 主要问题：变压器的电抗为漏抗，减小非常困难，而且变压器电抗在联系电抗中所占的比例较小，效果不明显。 3）减小线路电抗）减小线路电抗 主要问题： ，可通过减小导线之间的距离或增大导线半径来减小线路电抗，前者受绝缘距离的限制无法采用，后者会增加投资，而且效果也不明显。多不采用。 4） 采用分裂导线采用分裂导线 采用分裂导线可以减小输电线路的电抗，这是目前最好的直接缩短“电气距离” 的方法措施。 5）线路串联电容器）线路串联电容器 主要优点

14、：经济可行 主要问题：一是补偿度 问题； 补偿度大有利于系统稳定，但短路电流大，为限制短路电流补偿度不宜过大，此外还有其他的原因，都要求补偿度不宜过大，通常选择补偿度小于50%。 0157. 0lg1445. 01rDxmLcCxxK 二是补偿位置问题，一般安装在线路中间 ；三是短路时电容器的过电压保护问题。还有其他一些技术问题，所以这种方法实际应用非常少。2、间接法、间接法 2）提高电力系统的电压等级）提高电力系统的电压等级 如将输电线路的电压等级从220kv提高到500kv，则输电线路的电抗归算到220kv的等值电抗为 。 3）改变系统结构）改变系统结构 2)500220(LLXX电力系统

15、暂态稳定性的概念电力系统暂态稳定性的概念 一、电力系统暂态稳定性的定义一、电力系统暂态稳定性的定义 运行中的电力系统受到一个大干扰，当干扰消失或不消失时，系统保持同步运行的能力（经过一段时间回到原来的运行点或转移到另一运行点稳定并列运行）。 二、电力系统暂态稳定性的特点及分析方法二、电力系统暂态稳定性的特点及分析方法 1、特点 受到的扰动大，状态变量的变化大。 2、分析方法 小干扰法不再适用，因为状态变量变化大，描述系统运行的微分方程不允许进行线性化处理。 电力系统暂态稳定性的分析方法为分段计算法（数值解法）。三、分析电力系统暂态稳定性的基本假设条件三、分析电力系统暂态稳定性的基本假设条件 1

16、、应考虑的扰动、应考虑的扰动 大容量的用户投入或退出引起的负荷突变；切除或投入发电机、变压器、线路等引起的系统参数变化；发生短路故障。 其中以短路引起的干扰最大，如果在系统发生短路时能保持系统暂态稳定，则在其他情况下都可以保持稳定。所以我们一般情况下只分析系统短路时的稳定性。 短路有多种类型，就造成的扰动而言，三相短路最严重，但三相短路出现的机会最少，如要求在这种情况下保持稳定，则要求大量增加设备投资，所以要求三相短路情况下系统保持稳定是不合理的。到底应考虑那些扰动形式才是合理的呢？电力系统安全稳定导则对此做了规定。 2、应考虑的过渡过程、应考虑的过渡过程 起始阶段（故障发生后约1S内），此阶

17、段保护和自动装置有一系列的动作，如切除故障线路和重合闸、切除发电机等。在这个时间段中发电机的调节系统还来不及起到明显的作用。 中间阶段（起始阶段后约5S左右）在此期间调节系统已发挥作用。 后期阶段（故障后的几分钟内）此时动力设备中的动作过程将影响系统的稳定性。 我们只讨论前两个阶段的动作行为。 3、假设条件、假设条件 1）不计发电机定子电流中的非周期分量和与之相对应的转子电流）不计发电机定子电流中的非周期分量和与之相对应的转子电流周期分量的影响周期分量的影响 原因： 衰减速度快，其时间常数仅白分之几秒； 在一个周期内产生的电磁转矩的平均值为零，对转子的 运动无影响。 这种假设的结果是定子电流可

18、以突变，从而系统的电压及发电机的电磁功率可以突变，即忽略了电力系统中各元件的电磁暂态过程。 2）不对称短路时，只计正序基频分量的影响，不计负序和零序分）不对称短路时，只计正序基频分量的影响，不计负序和零序分量电流对转子运动的影响量电流对转子运动的影响 原因：零序电流一般不会进入发电机定子绕组，即使进入也不会在气隙中产生零序磁通，所以对转子的运动无影响；负序电流对转子产生的电磁转矩平均值为零，也不会对转子的运动产生影响。 注意事项： 正序电流通过正序增广网络确定； 虽然零序和负序电流对电力系统的暂态稳定性无影响，但正序分量的大小与系统的零序、负序参数有关，所以零序、负序参数对电力系统的暂态稳定有

19、影响。3）忽略暂态过程中发电机的附加损耗）忽略暂态过程中发电机的附加损耗 附加损耗同发电机输出的电磁功率一样，对转子的运动起阻碍作用，但数值不大，略去后所得结果偏保守。 4）不考虑频率变化对系统参数的影响）不考虑频率变化对系统参数的影响 4、近似分析时的进一步假设、近似分析时的进一步假设 1）发电机等值电路）发电机等值电路 由于发电机用上述等值电路表示时，无法画入系统等值电路，计及 ，实际应用中可进一步假定 不变，此时发电机的等值电路和功角特性方程如下： 显然 ，但其变化规律相似，用来判断系统稳定性一般是正确的，只是在临界情况下才会得出错误的结论。但此时即使用 来表示，也会得出错误的结果，因为

20、事实上在过渡过程中 也并不保持恒定。 2）不计调速器作用，即认为发电机输入的机械功率不变）不计调速器作用，即认为发电机输入的机械功率不变 qEEEqEqE四、简单电力系统暂态稳定性的分析四、简单电力系统暂态稳定性的分析 1、各种工作状态下的功角特性、各种工作状态下的功角特性 对于下图所示的电力系统，干扰由线路II上的A点发生不对称短路引起。其过程是系统正常运行时突然发生不对称短路，经过一段时间保护动作切除线路II。 1）正常运行时）正常运行时 2）短路故障时）短路故障时 3）故障切除后）故障切除后 4）三种情况下的功角特性曲线）三种情况下的功角特性曲线 2、扰动发生后发电机转子的相对运动、扰动

21、发生后发电机转子的相对运动 五、等面积定则五、等面积定则1、加速面积和加速过程中转子增加的动能、加速面积和加速过程中转子增加的动能 图中 称为加速面积，因为在从 的过程中发电机的转子一直在加速。 可以证明加速面积表示了在加速过程中转子增加的动能。 abcdSc02、减速面积和减速过程中转子减少的动能、减速面积和减速过程中转子减少的动能 在 的过程中发电机的转子一直在减速，当达到 时发电机转子的转速又恢复到同步速。显然有减速过程中动能的减少应等于制动 转矩所做的功。mcm3、等面积定则、等面积定则 六、等面积定则的应用六、等面积定则的应用1、暂态稳定性的判断、暂态稳定性的判断 1）最大减速面积）

22、最大减速面积面积 称为最大减速面积。 2）暂态稳定条件）暂态稳定条件 最大减速面积加速面积 hcdPPSTIIIdeh)(2、计算极限切除角和极限切除时间、计算极限切除角和极限切除时间 1、极限切除角、极限切除角 要保持电力系统的暂态稳定性就要使最大减速面积大于加速面积。最大减速面积等于加速面积是保持电力系统暂态稳定的极限。 由于加速面积和最大减速面积都与故障切除角有关，使最大减速面积等于加速面积的切除角称为极限切除角。实际切除角小于极限切除角时，系统暂态稳定；大于极限切除角系统不稳定。 根据极限切除角的意义可以很方便地求出极限切除角。cm2、极限切除时间 故障的切除是由继电保护装置来完成的，

23、而保护的动作是按时间整定的，而不是按功角整定。所以要保证电力系统的暂态稳定性就要求出与极限切除角所对应的时间，这个时间称为极限切除时间。只有故障的实际切除时间小于极限切除时间时，才能保证系统暂态稳定，如故障切除时间大于极限切除时间，则系统暂态不稳定。例题：例题： cmt转子运动方程的数值解法转子运动方程的数值解法一、大干扰情况下转子运动方程的求解方法一、大干扰情况下转子运动方程的求解方法 运用等面积定则虽然可以分析判断电力系统的暂态稳定性，并提供保证电力系统暂态稳定性的极限切除角，但它却无法提供保护的极限动作时间。为了求出与极限切除角相对应的极限切除时间，必须知道 （称为转子摇摆方程，其所代表

24、的曲线称为转子摇摆曲线），然后利用极限切除角求出极限切除时间。 要求 就必须求解转子运动方程，由于系统所受的干扰为大干扰，所以转子运动方程的求解不能采用小干扰法，必须寻找新的求解方法。 由于转子的运动方程 为非线性微分方程，其求解方法通常采用数值法（即求方程的数值解），当求得方程的数值解后，即可描点作图画出功角随时间变化的曲线（摇摆曲线），从而判断功角的变化规律，即判断电力系统的暂态稳定性。)(t)(t二、转子运动方程式的常用数值解法二、转子运动方程式的常用数值解法 1、分段计算法、分段计算法 2、改进欧拉法、改进欧拉法三、分段计算法三、分段计算法（这是一种既适用于手算，又适用于计算机计算的数

25、值计算方法） 1、分段计算法的基本思想、分段计算法的基本思想 分段计算法的基本思想是：将转子的运动方程分成一系列短时间段，分段计算每一时间段内功率角和转差率的变化。 2、计算中采用的假设条件、计算中采用的假设条件 3、计算步骤、计算步骤 四、改进欧拉法四、改进欧拉法 1、欧拉法简介、欧拉法简介2、改进欧拉法简介、改进欧拉法简介改进欧拉法的递推公式 改进欧拉法较欧拉法计算精确 )(|111nnntxfdtdx、tdtdxxxnnn11)0(|)(|)0()0(nnntxfdtdx、tdtdxdtdxxxxnnnnn）（）（）（0111|213、改进欧拉法求解简单电力系统的转子运动方程、改进欧拉法

26、求解简单电力系统的转子运动方程1）转子运动方程）转子运动方程2）根据正常运行方式计算初值）根据正常运行方式计算初值 3）对第一时段进行计算）对第一时段进行计算 第一时段开始时 和 的变化率 第一时段末 和 的估计值 第一时段末对应 和 估计值的变化率 第一时段中 和 的平均变化率 第一时段末 和 的值)sin(136010.000MIITJPPTf、）（tt00)0(100)0(1、)sin(13601)0(1.)0(1)0(1)0(1MIITJPPTf、）（)21)21)0(10)(1)0(10)(1（、（aattaa)(101)(101、改进欧拉法计算简单电力系统摇摆曲线的原理框图改进欧拉

27、法计算简单电力系统摇摆曲线的原理框图自动调节系统及其对暂态稳定性的影响自动调节系统及其对暂态稳定性的影响 一、自动调节系统及其对暂态稳定性的影响一、自动调节系统及其对暂态稳定性的影响1、自动调节系统、自动调节系统 自动调速系统根据发电机转速的变化自动调整进汽阀门或进水阀门的开度，改变汽轮机的进汽量或水轮机的进水量，从而改变发电机输入的机械功率PT。 自动励磁调节系统根据发电机机端电压（或根据其他运行参量的变化），自动调整发电机的励磁电压，从而改变励磁电流，改变发电机的电动势。 2、前面讨论中对自动调节系统的处理方法及其不足、前面讨论中对自动调节系统的处理方法及其不足 1）自动调速系统）自动调速

28、系统 前面的讨论中，我们一直假定在同步发电机的受扰运动中，发电机输入的机械功率PT为常数，这一假设是建立在以下基础之上的，调速系统有一定的失灵区，即在在一定转速变化范围内，调速器不动作；调速系统各环节的时间常数比较大。 事实上随着调速系统的日益改善，特别是微机控制调速系统的应用，调速系统的失灵区缩小，各环节的时间常数减小，特别是快速关汽门措施的采用，在分析电力系统暂态稳定性时，必须计及发电机输入机械功率的变化。 2）自动励磁调节系统）自动励磁调节系统 前面讨论中，我们采用了在整个暂态过程中 保持不变的假设，这一假设实际上是很粗略地考虑励磁调节系统作用的结果。事实上由于自动励磁调节系统的类型不同

29、，调节结果不同，例如发电机装设电力系统稳定器（PSS）和强力调节器后就可以近似维持发电机机端电压恒定，而不是维持 恒定，特别是强励装置的应用更使前面采用的假设与实际情况产生大的误差，从而作出错误的结论。EE 二、快速关汽门的影响二、快速关汽门的影响 仍以前面的简单电力系统为例，PT为常数（即不考虑自动调速系统作用）和考虑自动快速关汽门后的情况如下图所示。 不考虑自动调速系统影响 自动快速关汽门 三、计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定分析三、计及自动调节励磁系统作用时的暂态稳定分析 1、假设条件、假设条件 假设短路后，励磁机的励磁电压在强励装置作用下立即升到最大值。 2、描述发电机组受扰运动的

30、微分方程、描述发电机组受扰运动的微分方程 1）发电机强制空载电动势变化方程）发电机强制空载电动势变化方程 为由励磁电压产生的强制励磁电流在定子绕组产生的空载电动势，称为强制空载电动势。 为对应励磁电压顶值的强制空载电动势，称为强制空载电动势顶值。qemqeqeffEEdtdET.ffadqeruxEfmfadmqeruxE. 2）发电机励磁回路方程）发电机励磁回路方程 为由励磁绕组电流在定子绕组中产生的空载电动势，在过渡过程中由于 dtEdTEEqdoqqefadqixE 3）同步发电机的空载电动势和功角特性）同步发电机的空载电动势和功角特性由图可以看到：)()(qddQqqddQqxxIEE

31、xxIEE对于隐极机有：11111212cos| )(1)cos(|)(YxxYUxxEEdqdqqq)sin(|sin|121211211YEEYPqqE3、摇摆曲线、摇摆曲线 的数值解法（改进欧拉法）的数值解法（改进欧拉法） 计算步骤按教材讲授。4、计及自动调节励磁系统影响时电力系统暂态稳定的判断、计及自动调节励磁系统影响时电力系统暂态稳定的判断 在不计自动调节励磁系统影响时，电力系统的暂态稳定性可以利用等面积定则，求出故障极限切除角，然后利用解转子运动方程求得的转子摇摆曲线求极限切除时间，如果故障实际切除时间小于极限切除时间，则同步发电机的并列运行暂态稳定；如果故障切除时间大于极限切除时

32、间，则不稳定。 计及自动调节励磁系统影响时，不能再根据等面积定则计算极限切除角，也不可能计算极限切除时间，而是在故障实际切除时间已知的情况下，计算转子的摇摆曲线，如果随时间不断增长，则电力系统暂态不稳定。 四、复杂电力系统暂态稳定的分析计算方法请同学们自四、复杂电力系统暂态稳定的分析计算方法请同学们自学学。)(tf提高和改善电力系统暂态稳定性的措施提高和改善电力系统暂态稳定性的措施 一、提高电力系统暂态稳定性措施概述一、提高电力系统暂态稳定性措施概述 1、复习等面积定则及同步发电机暂态稳定的条件、复习等面积定则及同步发电机暂态稳定的条件 （1）在电力系统暂态稳定的前提下，同步发电机转子在加速过

33、程中增加的动能等于在减速过程中减少的动能。即加速面积等于减速面积，这个规律称为等面积定则。 （2）同步发电机暂态 稳定的条件为加速面积小于最大加速面积。 （2）提高电力系统暂态稳定的措施概述）提高电力系统暂态稳定的措施概述 减小加速面积。减小加速面积。即减小加速过程中机械功率PT与电磁功率的差值； 增大最大减速面积增大最大减速面积 。即增大加速过程中电磁功率与机械功率PT的差值，也就是减小机械功率PT与电磁功率的差值。 常用的措施：常用的措施： 快速切除故障 输电线路装设重合闸装置 强行励磁 电气制动 变压器中性点经小电阻接地 减小原动机输出的机械功率二、快速切除故障提高暂态稳定性原理二、快速

34、切除故障提高暂态稳定性原理原理：减小加速面积；增大最大减速面积。三、输电线路采用重合闸提高暂态稳定性原理三、输电线路采用重合闸提高暂态稳定性原理 1、重合闸提高暂态稳定性原理、重合闸提高暂态稳定性原理原理：原理：增大最大减速面积。 2、三相重合闸与单相重合闸的比较、三相重合闸与单相重合闸的比较原理：采用单相重合闸同采用三相重合闸相比，减小了加速面积，增大了最大减速面积，提高和改善了电力系统的暂态稳定性。四、强行励磁提高暂态稳定性原理四、强行励磁提高暂态稳定性原理原理：提高大干扰作用后的功角特性极限功率，减小机械功率和电磁功率的差值 ，增大最大减速面积。五、电气制动提高暂态稳定性措施五、电气制动

35、提高暂态稳定性措施 1、制动电阻的接入方法、制动电阻的接入方法 eTPPP 2、工作原理、工作原理原理：原理： 增大发电机输出的电磁功率，减小机械功率和电磁功率的差值 ，增大最大减速面积。 eTPPP 3、制动电阻与制动电阻投切时间的选择、制动电阻与制动电阻投切时间的选择制动电阻与投切时间选择的意义制动电阻与投切时间选择的意义 正确选择制动电阻及其投切时间对于提高电力系统暂态稳定性，防止出现欠制动和过制动的关键。 所谓欠制动是指制动作用过小，发电机仍要失步的情况。 所谓过制动则指制动作用过大，发电机在第一次振荡过程中没有失步，却在切除故障和切除制动电阻后的第二次振荡中失步的情况。 制动电阻及其

36、投切时间的选择制动电阻及其投切时间的选择 应通过一系列的计算确定（此处不再讲述，有兴趣的同学可以参考有关书籍） 六、变压器中性点经小电阻接地六、变压器中性点经小电阻接地 1、等值电路、等值电路 2、工作原理、工作原理 由于正序增广网络中，电阻 的存在，使发电机输出的电磁功率增大，从而减小了发电机机械功率和电磁功率的差值，提高了接地短路情况下发电机并列运行的暂态稳定性。 3、说明、说明 变压器中性点经小电阻接地，只能改善电力系统接地短路时并列运行的暂态稳定性，因为只有接地短路时，中性点电阻 中才有电流流过，才会产生附加功率损耗，使发电机输出的电磁功率增大。r七、减少原动机输出的机械功率提高暂态稳

37、定性的原理七、减少原动机输出的机械功率提高暂态稳定性的原理 1、减少原动机输出机械功率的方法、减少原动机输出机械功率的方法 （1）汽轮机快速关汽门）汽轮机快速关汽门 （2）水轮发电机组切机）水轮发电机组切机 2、汽轮机快速关汽门提高暂态稳定性的原理、汽轮机快速关汽门提高暂态稳定性的原理原理：原理： 主要增大最大减速主要增大最大减速面积。面积。 3、水轮发电机组切机提高暂态稳定性的原理、水轮发电机组切机提高暂态稳定性的原理原理：原理：增大最大减速面积。八、系统失去稳定性后的措施八、系统失去稳定性后的措施 1、系统失去稳定性的原因及应采取的措施概述、系统失去稳定性的原因及应采取的措施概述 为提高电力系统运行的暂态稳定性，实际的电力系统都采取了很多措施，但在某些情况下，电力系统还是难免发生失去暂态稳定性的情（例如重载线路发生三相短路，且重合闸不成功的情况下，系统就会发生失去并列运行稳定性的情况）。所以了解系统失去稳定性的现象并采取措施减轻失