《物理电力系统稳定的基本概念学习教案.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理电力系统稳定的基本概念学习教案.pptx（92页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、会计学1物理电力系统物理电力系统(din l x tn)稳定的基本概稳定的基本概念念第一页，共92页。2电磁电磁(dinc)暂态分析暂态分析旋转旋转(xunzhun)电机的转电机的转速保持不变速保持不变假设假设(jish)暂态过程中的电流、电压的变化暂态过程中的电流、电压的变化机电暂态分析机电暂态分析重点重点研究研究转子机械运动规律转子机械运动规律电力系统的稳定性问题电力系统的稳定性问题重点重点第1页/共92页第二页，共92页。31.1.1.1.同步发电机的机电特性同步发电机的机电特性同步发电机的机电特性同步发电机的机电特性2.2.2.2.静态稳定的概念静态稳定的概念静态稳定的概念静态稳定的概
2、念3.3.3.3.暂态稳定的概念暂态稳定的概念暂态稳定的概念暂态稳定的概念4.4.4.4.提高电力系统提高电力系统提高电力系统提高电力系统(din l x tn)(din l x tn)(din l x tn)(din l x tn)稳定性的措施稳定性的措施稳定性的措施稳定性的措施第2页/共92页第三页，共92页。4一、稳定一、稳定一、稳定一、稳定(wndng)(wndng)(wndng)(wndng)的基本概念综述的基本概念综述的基本概念综述的基本概念综述1.1.电力系统的稳定电力系统的稳定(wndng)(wndng)运行状态运行状态第3页/共92页第四页，共92页。52.2.电力系统电力系
3、统(din l x tn)(din l x tn)暂态过程暂态过程 当系统在运行中由于受到某些突然扰动，出现(chxin)电流、电压、功率等运行参数的剧烈变化和振荡的过程。第4页/共92页第五页，共92页。6稳定稳定(wndng)运行运行暂态过程暂态过程失去失去(shq)稳定稳定新的稳态运行新的稳态运行(ynxng)干扰干扰稳定稳定不稳定不稳定第5页/共92页第六页，共92页。7n n在电力系统发生故障或操作后，将产生复杂的电磁暂态过程和机电暂态过程，前在电力系统发生故障或操作后，将产生复杂的电磁暂态过程和机电暂态过程，前在电力系统发生故障或操作后，将产生复杂的电磁暂态过程和机电暂态过程，前在
4、电力系统发生故障或操作后，将产生复杂的电磁暂态过程和机电暂态过程，前者主要指各元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化过程，后者则指由于者主要指各元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化过程，后者则指由于者主要指各元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化过程，后者则指由于者主要指各元件中电场和磁场以及相应的电压和电流的变化过程，后者则指由于发动机和电动机电磁转矩的变化所引起电机转子机械运动的变化过程。发动机和电动机电磁转矩的变化所引起电机转子机械运动的变化过程。发动机和电动机电磁转矩的变化所引起电机转子机械运动的变化过程。发动机和电动机电磁转矩的变化所引起电机转子机械运动的变化过程。n
5、n电磁暂态过程分析的主要目的在于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电电磁暂态过程分析的主要目的在于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电电磁暂态过程分析的主要目的在于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电电磁暂态过程分析的主要目的在于分析和计算故障或操作后可能出现的暂态过电压和过电流，以便对电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研压和过电流，以便对电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研压和过电流，以便对电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研压和过电流，以便对电力设备进行合理设计，确定已有设备能否安全运行，并研究究究究(ynji)(ynji)相应的
6、限制和保护措施。相应的限制和保护措施。相应的限制和保护措施。相应的限制和保护措施。n n由于各元件的动态相应有所不同，系统的各种暂态过程的性质也不相同。由于各元件的动态相应有所不同，系统的各种暂态过程的性质也不相同。由于各元件的动态相应有所不同，系统的各种暂态过程的性质也不相同。由于各元件的动态相应有所不同，系统的各种暂态过程的性质也不相同。第6页/共92页第七页，共92页。8n n机电暂态过程分析的主要目的：主要涉及系统的静态和暂态稳定性等机电暂态过程分析的主要目的：主要涉及系统的静态和暂态稳定性等机电暂态过程分析的主要目的：主要涉及系统的静态和暂态稳定性等机电暂态过程分析的主要目的：主要涉
7、及系统的静态和暂态稳定性等问题问题问题问题(wnt)(wnt)。n n要进行这些电磁和机电暂态过程分析，必须首先研究元件的动态特性，要进行这些电磁和机电暂态过程分析，必须首先研究元件的动态特性，要进行这些电磁和机电暂态过程分析，必须首先研究元件的动态特性，要进行这些电磁和机电暂态过程分析，必须首先研究元件的动态特性，建立电力系统元件的数学模型。建立电力系统元件的数学模型。建立电力系统元件的数学模型。建立电力系统元件的数学模型。第7页/共92页第八页，共92页。9n n电磁暂态过程分析：所研究的暂态过程持续时间通常较短（持续时间毫秒级以内的电电磁暂态过程分析：所研究的暂态过程持续时间通常较短（持
8、续时间毫秒级以内的电电磁暂态过程分析：所研究的暂态过程持续时间通常较短（持续时间毫秒级以内的电电磁暂态过程分析：所研究的暂态过程持续时间通常较短（持续时间毫秒级以内的电压电流保护），在此情况下，一些动态响应比较缓慢的元件，如原动机及调速系统等压电流保护），在此情况下，一些动态响应比较缓慢的元件，如原动机及调速系统等压电流保护），在此情况下，一些动态响应比较缓慢的元件，如原动机及调速系统等压电流保护），在此情况下，一些动态响应比较缓慢的元件，如原动机及调速系统等的影响往往可以忽略的影响往往可以忽略的影响往往可以忽略的影响往往可以忽略(hl)(hl)不计，而发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程则
9、需不计，而发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程则需不计，而发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程则需不计，而发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程则需加以考虑。加以考虑。加以考虑。加以考虑。n n电力系统稳定性分析：通常忽略电力系统稳定性分析：通常忽略电力系统稳定性分析：通常忽略电力系统稳定性分析：通常忽略(hl)(hl)发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程，发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程，发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程，发动机定子回路和电力网中的电磁暂态过程，而将线路和变压器等元件用它们的等值阻抗来描述。而将线路和变压器等元件用它们的等值阻抗来描述。而将线路和变压器等元件
10、用它们的等值阻抗来描述。而将线路和变压器等元件用它们的等值阻抗来描述。第8页/共92页第九页，共92页。10功角不稳定与电压不稳定二者相互区别功角不稳定与电压不稳定二者相互区别(qbi)(qbi)，又又相互联系。功角失稳有可能引发电压失稳，反之亦然。相互联系。功角失稳有可能引发电压失稳，反之亦然。3.电力系统(din l x tn)稳定的分类功角稳定主要与有功功率的平衡相关，其主要标志是同步发电机组之间的同步运行状态是否被破坏。电压稳定主要与无功功率的平衡相关，其主要表现(bioxin)为系统的局部或全局是否发生电压的持续下降或上升。第9页/共92页第十页，共92页。11功角稳定功角稳定(wn
11、dng)(wndng)分类分类静态静态(jngti)(jngti)稳定稳定 暂态稳定暂态稳定(wndng)(wndng)按电力系统承受扰动的大小，分为按电力系统承受扰动的大小，分为 第10页/共92页第十一页，共92页。12扰动大小概念原因小干扰正常的负荷和参数的波动1 个别电动机的接入和切除；2 加负荷和减负荷；3 架空输电线因风吹摆动引起线间距离（影响线路电抗）的微小变化；4 发电机转速可能产生微小变化。大干扰系统结构变化，功率、电流和电压变化大1 负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等；2 突然增加或减小发电机出力，如切除一台容量较大的发电机；3 发生短路故障和断线故障，无故障断开线
12、路也属于这一类干扰。第11页/共92页第十二页，共92页。13n小干扰：对系统行为特性小干扰：对系统行为特性(txng)(txng)影响与干扰地点和大小无关。在运行点对特性影响与干扰地点和大小无关。在运行点对特性(txng)(txng)曲线线性化，判别系统静态稳定或不稳定。曲线线性化，判别系统静态稳定或不稳定。研究研究(ynji)(ynji)方法方法n大干扰：结构变化对运行点有很大偏移大干扰：结构变化对运行点有很大偏移(pin y)(pin y)，不能线性化，不能线性化机电暂态过程，判机电暂态过程，判别暂态稳定，用数值方法求解。别暂态稳定，用数值方法求解。第12页/共92页第十三页，共92页。
13、14第13页/共92页第十四页，共92页。159.1 9.1 9.1 9.1 同步同步同步同步(tngb)(tngb)(tngb)(tngb)发电机的机电特性发电机的机电特性发电机的机电特性发电机的机电特性 转子转子(zhun z)的运动特性的运动特性电磁电磁(dinc)功率的变化特功率的变化特性性一、同步发电机的功角特性一、同步发电机的功角特性第14页/共92页第十五页，共92页。16不考虑(kol)电阻及导纳发电机输出电磁发电机输出电磁(dinc)功率：功率：系统系统(xtng)总阻抗：总阻抗：无限大容量母线无限大容量母线隐极机隐极机第15页/共92页第十六页，共92页。17发电机输出发电
14、机输出(shch)电磁功率：电磁功率：第16页/共92页第十七页，共92页。18 当不计励磁作用，发电机电势当不计励磁作用，发电机电势Eq和受端电压和受端电压V均恒均恒定时，传输功率定时，传输功率(gngl)Pe是角度是角度的正弦函数。的正弦函数。第17页/共92页第十八页，共92页。19传输传输(chun sh)功率的大小与相位角功率的大小与相位角密切相关，称密切相关，称为为“功角功角”或或“功率角功率角”。传输传输(chun sh)功率与功角功率与功角的关系，称为的关系，称为“功角特性功角特性”或或“功率特性功率特性”。定义定义定义定义(dngy)(dngy)：第18页/共92页第十九页，
15、共92页。20功角功角 为电势为电势与电压与电压之间的相位角。之间的相位角。第19页/共92页第二十页，共92页。21功角功角除了除了(ch le)表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对位置。子之间的相对位置。功角相对空间功角相对空间功角相对空间功角相对空间(kngjin)(kngjin)的位置的位置的位置的位置P PT TP PE ENE Eq qV VNVE Eq qE Eq q第20页/共92页第二十一页，共92页。22n n发电机转子发电机转子(zhun z(zhun z)上作用着两种转矩：上作用着两种转矩：n n1 1 电磁转
16、矩电磁转矩MeMe，它向系统输出，是制动性转距；，它向系统输出，是制动性转距；n n2 2 机械转矩机械转矩MTMT，它由原动机输入，是加速性转距。，它由原动机输入，是加速性转距。PTPew wN正常运行时，转矩平衡，转速正常运行时，转矩平衡，转速(zhun s)恒定恒定电磁转矩和机械电磁转矩和机械(jxi)(jxi)转矩用对应的转矩用对应的电磁功率和机械电磁功率和机械(jxi)(jxi)功率描述功率描述第21页/共92页第二十二页，共92页。23Eqw wNV送端系统送端系统送端系统送端系统 受端系统受端系统受端系统受端系统 d d0P PT T=P Pe e=P P0 0 PTPew wN
17、第22页/共92页第二十三页，共92页。24PTPeEqw wNVw wNd d d d0 0 0 0：P PT T P Pe e d d d d1 1 1 1：P PT1T1=P Pe e E Eq qV Vd d0 0w wN1d d1 1第23页/共92页第二十四页，共92页。25功角的物理功角的物理功角的物理功角的物理(wl)(wl)(wl)(wl)意义意义意义意义表示电势表示电势表示电势表示电势EqEqEqEq和和和和V V V V之间的夹角之间的夹角之间的夹角之间的夹角(ji jio)(ji jio)(ji jio)(ji jio)，即表示系统的电磁关，即表示系统的电磁关，即表示系
18、统的电磁关，即表示系统的电磁关系。系。系。系。表示了各发电机转子间的相对空间位置，又称为表示了各发电机转子间的相对空间位置，又称为表示了各发电机转子间的相对空间位置，又称为表示了各发电机转子间的相对空间位置，又称为“位置角位置角位置角位置角”。通过通过通过通过，可以把电力系统中的电磁量变化和转子机械运，可以把电力系统中的电磁量变化和转子机械运，可以把电力系统中的电磁量变化和转子机械运，可以把电力系统中的电磁量变化和转子机械运动联系起来。动联系起来。动联系起来。动联系起来。第24页/共92页第二十五页，共92页。26转子运动转子运动转子运动转子运动(yndng)(yndng)(yndng)(yn
19、dng)方程方程方程方程由旋转物体由旋转物体(wt)(wt)的力学定律的力学定律原动机的机械原动机的机械(jxi)转矩转矩发电机的电磁转矩发电机的电磁转矩转动惯量转动惯量kgms2机械角加速机械角加速度度rad/s2D DMa=MT-Me为不平衡转矩为不平衡转矩kgm第25页/共92页第二十六页，共92页。27发电机转子发电机转子(zhun z)(zhun z)运动方程运动方程为为 转子(zhun z)的转动惯量电磁(dinc)转距转子的机械转距第26页/共92页第二十七页，共92页。28出现稳定问题的原因出现稳定问题的原因出现稳定问题的原因出现稳定问题的原因转子的转矩平衡被破坏转子的转矩平衡
20、被破坏转子的转矩平衡被破坏转子的转矩平衡被破坏 正常运行时：正常运行时：正常运行时：正常运行时：Pe=Pt Pe=Pt Pe=Pt Pe=Pt 受到干扰时：受到干扰时：受到干扰时：受到干扰时：PePtPePtPePtPePt机械转矩机械转矩机械转矩机械转矩MtMtMtMt由发电厂动力部分的运行状态决定由发电厂动力部分的运行状态决定由发电厂动力部分的运行状态决定由发电厂动力部分的运行状态决定(judng)(judng)(judng)(judng)电磁转矩电磁转矩电磁转矩电磁转矩MeMeMeMe由发电机及其相连的电力系统中的运行状态决定由发电机及其相连的电力系统中的运行状态决定由发电机及其相连的电
21、力系统中的运行状态决定由发电机及其相连的电力系统中的运行状态决定(judng)(judng)(judng)(judng)第27页/共92页第二十八页，共92页。29电力系统稳定性概述及一个简单的机械电力系统稳定性概述及一个简单的机械(jxi)比拟比拟第28页/共92页第二十九页，共92页。309.2 9.2 9.2 9.2 静态静态静态静态(jngti)(jngti)(jngti)(jngti)稳定的概念稳定的概念稳定的概念稳定的概念 在小干扰作用下，系统运行状态将偏离原来的在小干扰作用下，系统运行状态将偏离原来的运行状态（即平衡点），若干扰不消失，系统具有运行状态（即平衡点），若干扰不消失，
22、系统具有能自动能自动(zdng)(zdng)在偏离原来平衡点很小处建立新的平在偏离原来平衡点很小处建立新的平衡点；衡点；或当干扰消失后，系统具有能自动或当干扰消失后，系统具有能自动(zdng)(zdng)回复到原回复到原有的平有的平衡点的能力，则称电力系统是静态稳定的。衡点的能力，则称电力系统是静态稳定的。电力系统的静态稳定问题实际上就是电力系统的静态稳定问题实际上就是(jish)确定系统的某个运行确定系统的某个运行稳态能否保持的问题。稳态能否保持的问题。第29页/共92页第三十页，共92页。31静态稳定研究的是系统对微小干扰的适静态稳定研究的是系统对微小干扰的适应能力，或者说考虑的是系统在运
23、行点应能力，或者说考虑的是系统在运行点处维持同步运行的能力。处维持同步运行的能力。小干扰：在这种干扰作用下，系统的状小干扰：在这种干扰作用下，系统的状态变量的变化态变量的变化(binhu)(binhu)很小，因此状很小，因此状态方程可以线性化。态方程可以线性化。分析方法：微分方程线性化分析方法：微分方程线性化通常可以采用在运行点处线性化后的系通常可以采用在运行点处线性化后的系统模型进行特征根分析来判别系统的静统模型进行特征根分析来判别系统的静态稳定性。态稳定性。第30页/共92页第三十一页，共92页。32同步(tngb)运行转矩平衡(pnghng)？第31页/共92页第三十二页，共92页。33
24、第32页/共92页第三十三页，共92页。34aa0Pe第33页/共92页第三十四页，共92页。35第34页/共92页第三十五页，共92页。36第35页/共92页第三十六页，共92页。37第36页/共92页第三十七页，共92页。38vv分析分析(fnx)a(fnx)a、b b点点的异同的异同vv vv 相同点：相同点：Pa=Pb=PTPa=Pb=PTvv vv 不同点：不同点：第37页/共92页第三十八页，共92页。39结论：在简单电力系统且发电机无励磁结论：在简单电力系统且发电机无励磁结论：在简单电力系统且发电机无励磁结论：在简单电力系统且发电机无励磁(l c)(l c)(l c)(l c)调
25、节调节调节调节的情况下：的情况下：的情况下：的情况下：系统静态稳定 系统不稳定 临界状态第38页/共92页第三十九页，共92页。40 说明：上述结论仅适应于简单电力系统；功率极限和稳定极限是不同的两个概念，对于简单无励磁调节的电力系统，两者可视为相等；多机系统的静态稳定性是不能简单用功率判据给予(jy)判定的。第39页/共92页第四十页，共92页。41 系统静态稳定系统静态稳定系统静态稳定系统静态稳定(wndng)(wndng)储备系储备系储备系储备系数数数数 正常(zhngchng)运行方式下 15%20%事故后的运行(ynxng)方式下10%正常运行功率稳定极限功率第40页/共92页第四十
26、一页，共92页。429.3 9.3 9.3 9.3 暂态稳定暂态稳定暂态稳定暂态稳定(wndng)(wndng)(wndng)(wndng)的概念的概念的概念的概念 电力系统在正常工作的情况下，受到一个电力系统在正常工作的情况下，受到一个(y(y )较大较大的扰动后，具有能从原来的运行状态过渡到新的运的扰动后，具有能从原来的运行状态过渡到新的运行状态，并能在新的状态下稳定地运行的能力。行状态，并能在新的状态下稳定地运行的能力。暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行方式有关，而且暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行方式有关，而且(r qi)与扰动的类型、地点及与扰动的类型、地点及持续时间有关。持续时间
27、有关。一般采用的是对全系统非线性状态方程的数值积分法进行对系统动态过程的时域仿真，一般采用的是对全系统非线性状态方程的数值积分法进行对系统动态过程的时域仿真，通过对计算得到的系统运行参数通过对计算得到的系统运行参数(如转子角如转子角)的动态过程的分析判别系统的暂态稳定性。的动态过程的分析判别系统的暂态稳定性。第41页/共92页第四十二页，共92页。43切除一回切除一回(y hu)线路后线路后GT-1LT-2VP,QjXdjXT1jXT2jXLjXL第42页/共92页第四十三页，共92页。44假定假定(jidng)Eq(jidng)Eq保持不变保持不变0Dw0d d d d 增大增大增大增大(z
28、(z(z(z n n n n d)d)d)d)情况1第46页/共92页第四十七页，共92页。48过过过过c c点点点点d d d d=d d d dmaxmaxd d点：点：点：点：减速减速减速减速(jin s)(jin s)，Dw0Dw0d d d d 增大增大增大增大(z(z(z(z n n n n d)d)d)d)c c点：点：点：点：DwDwDwDw=0=0DwDwDwDw000PePIIPIDwDw第47页/共92页第四十八页，共92页。49过过过过c c点，点，点，点，Dw0 Dw0 Dw0 Dw0，减速，减速，减速，减速(ji(ji(ji(ji n s)n s)n s)n s)d
29、 d d d 减小减小减小减小d d点：点：点：点：减速减速减速减速(jin(jin s)s)DwDwDwDw00Dw0d d d d 增大增大增大增大稳定在稳定在稳定在稳定在c c点：点：点：点：DwDwDwDw=0=0，P PT T=P Pe e0PePIIPIDwDw第48页/共92页第四十九页，共92页。50d d,DwDwd d ad d cd d maxd dDwDwt角度、角速度随时间变化(binhu)图形：0PePIIPIDwDw第49页/共92页第五十页，共92页。51第50页/共92页第五十一页，共92页。52当初始当初始(ch sh)(ch sh)运行功率较高时运行功率较
30、高时 情况情况(qngkung)2(qngkung)2过过e e点，点，w w00 增大增大增大增大(zn d)(zn d)w w00，增大增大e e点点发电机间不再同步，系统失去了暂态稳定性发电机间不再同步，系统失去了暂态稳定性 0 0P Pe eP PIIIIP PI I第51页/共92页第五十二页，共92页。53结论：结论：保持暂态稳定的条件就是转子在加速过程中保持暂态稳定的条件就是转子在加速过程中所所积累的动能在减速积累的动能在减速(jin s)(jin s)过程中能全部为系统所过程中能全部为系统所吸收。吸收。v转子在加速(ji s)过程中所积累的动能 A+的面积第52页/共92页第五
31、十三页，共92页。54vv 在减速过程中系统在减速过程中系统(xt(xt ng)ng)所能吸收的能量所能吸收的能量 的面积当发电机的转速偏离(pinl)同步转速不大时第53页/共92页第五十四页，共92页。55第54页/共92页第五十五页，共92页。56第55页/共92页第五十六页，共92页。57 面积定则面积定则面积定则面积定则 (判别简单电力系统判别简单电力系统判别简单电力系统判别简单电力系统(din l x t(din l x t n n)暂态稳暂态稳暂态稳暂态稳定的基本准则定的基本准则定的基本准则定的基本准则)：加速面积 减速面积系统保持暂态稳定 系统不能保持暂态稳定 加速面积 减速面
32、积第56页/共92页第五十七页，共92页。58说明：说明：面积原则仅适用于简单电力系统；面积原则仅适用于简单电力系统；对于多机系统，面积原则不适用，通常用相对对于多机系统，面积原则不适用，通常用相对(xingdu)(xingdu)功角的变化趋势予以判定。功角的变化趋势予以判定。第57页/共92页第五十八页，共92页。599.4 9.4 9.4 9.4 提高提高提高提高(t go)(t go)(t go)(t go)电力系统稳定性的措施电力系统稳定性的措施电力系统稳定性的措施电力系统稳定性的措施提高提高(t go)(t go)静态稳定性：增静态稳定性：增加发电机的电势；减小系统各加发电机的电势；
33、减小系统各元件的电抗。元件的电抗。提高提高(t go)(t go)暂态稳定性：减暂态稳定性：减小暂态过程中作用在发电机转小暂态过程中作用在发电机转轴上的不平衡转矩以及不平衡轴上的不平衡转矩以及不平衡转矩作用的时间。转矩作用的时间。第58页/共92页第五十九页，共92页。60提高系统的静态稳定性提高系统的静态稳定性提高系统的静态稳定性提高系统的静态稳定性电力系统静态稳定性的基本性质说明，发电机可能电力系统静态稳定性的基本性质说明，发电机可能电力系统静态稳定性的基本性质说明，发电机可能电力系统静态稳定性的基本性质说明，发电机可能(knng)(knng)输送的功输送的功输送的功输送的功率极限越高，则
34、静态稳定性越高。以单机对无穷大系统为例，减率极限越高，则静态稳定性越高。以单机对无穷大系统为例，减率极限越高，则静态稳定性越高。以单机对无穷大系统为例，减率极限越高，则静态稳定性越高。以单机对无穷大系统为例，减少发电机与系统之间的联系电抗就可以之间发电机的功率极限。少发电机与系统之间的联系电抗就可以之间发电机的功率极限。少发电机与系统之间的联系电抗就可以之间发电机的功率极限。少发电机与系统之间的联系电抗就可以之间发电机的功率极限。从物理意义上讲，这就是加强发电机与无穷大系统的电气联系。从物理意义上讲，这就是加强发电机与无穷大系统的电气联系。从物理意义上讲，这就是加强发电机与无穷大系统的电气联系
35、。从物理意义上讲，这就是加强发电机与无穷大系统的电气联系。联系紧密的系统显然是不容易失去静态稳定的。联系紧密的系统显然是不容易失去静态稳定的。联系紧密的系统显然是不容易失去静态稳定的。联系紧密的系统显然是不容易失去静态稳定的。加强电气联系，即缩短加强电气联系，即缩短加强电气联系，即缩短加强电气联系，即缩短“电气距离电气距离电气距离电气距离”，也就是减少各元件的阻抗，主，也就是减少各元件的阻抗，主，也就是减少各元件的阻抗，主，也就是减少各元件的阻抗，主要是电抗。要是电抗。要是电抗。要是电抗。第59页/共92页第六十页，共92页。611 1、采用自动励磁调节装置、采用自动励磁调节装置 调节励磁可以
36、维持发电机端电压为常调节励磁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。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，从而短了发电机与系统间的电气距离，从而(cng r)(cng r)提高了静态稳定性。提高了静态稳定性。第60页/共92页第六十一页，共92页。62第61页/共92页第六十二页，共92页。63 自动励磁调节装置的作用：自动励磁调节装置的作用：提高系统提高系统(xtng)的稳定极限功率；的稳定极限功率；扩大稳定运行范围。扩大稳定运行范围。自动励磁调节装置的任务自动励磁
37、调节装置的任务自动励磁调节装置的任务自动励磁调节装置的任务:在发电机端电压降低时，自动增大在发电机端电压降低时，自动增大在发电机端电压降低时，自动增大在发电机端电压降低时，自动增大(zn(zn d)d)励磁励磁励磁励磁电流来电流来电流来电流来提高发电机的激磁电势提高发电机的激磁电势提高发电机的激磁电势提高发电机的激磁电势E E，使发电机的端电压恢复，使发电机的端电压恢复，使发电机的端电压恢复，使发电机的端电压恢复正常。正常。正常。正常。第62页/共92页第六十三页，共92页。642 2 2 2、减小元件的电抗、减小元件的电抗、减小元件的电抗、减小元件的电抗 发电机和系统之间的转移电抗总是由发电
38、机、变压器和线路的电抗所发电机和系统之间的转移电抗总是由发电机、变压器和线路的电抗所发电机和系统之间的转移电抗总是由发电机、变压器和线路的电抗所发电机和系统之间的转移电抗总是由发电机、变压器和线路的电抗所组成，有实际意义的是减少线路电抗，具体做法有以下几种：组成，有实际意义的是减少线路电抗，具体做法有以下几种：组成，有实际意义的是减少线路电抗，具体做法有以下几种：组成，有实际意义的是减少线路电抗，具体做法有以下几种：1 1 1 1 采用分裂导线采用分裂导线采用分裂导线采用分裂导线 2 2 2 2 提高线路额定提高线路额定提高线路额定提高线路额定(dng)(dng)(dng)(dng)电压等级电
39、压等级电压等级电压等级 3 3 3 3 采用串联电容补偿采用串联电容补偿采用串联电容补偿采用串联电容补偿3 3 3 3、提高系统的运行电压、提高系统的运行电压、提高系统的运行电压、提高系统的运行电压 在正常运行中提高电网的运行电压也可以提高功率极限。为使电网具在正常运行中提高电网的运行电压也可以提高功率极限。为使电网具在正常运行中提高电网的运行电压也可以提高功率极限。为使电网具在正常运行中提高电网的运行电压也可以提高功率极限。为使电网具有较高的电压水平，必须在系统中设置足够的无功电源。有较高的电压水平，必须在系统中设置足够的无功电源。有较高的电压水平，必须在系统中设置足够的无功电源。有较高的电
40、压水平，必须在系统中设置足够的无功电源。第63页/共92页第六十四页，共92页。65第64页/共92页第六十五页，共92页。66提高电力系统暂态稳定性提高电力系统暂态稳定性 提高电力系统稳定性的基本提高电力系统稳定性的基本(jbn)(jbn)原则：原则：减小不平衡功率，增大减速面积，减小加速减小不平衡功率，增大减速面积，减小加速面积面积第65页/共92页第六十六页，共92页。67二、故障二、故障二、故障二、故障(gzhng)(gzhng)(gzhng)(gzhng)后后后后进行合理操进行合理操进行合理操进行合理操作作作作第66页/共92页第六十七页，共92页。68第67页/共92页第六十八页，
41、共92页。69正常正常(zhngchng)(zhngchng)运行时运行时故障故障故障故障(gzhng)(gzhng)(gzhng)(gzhng)时时时时第68页/共92页第六十九页，共92页。70 快速切除快速切除快速切除快速切除(qich)(qich)故障故障故障故障 v 故障(gzhng)切除后第69页/共92页第七十页，共92页。71第70页/共92页第七十一页，共92页。72第71页/共92页第七十二页，共92页。73极限切除角极限切除角 能保证暂态稳定的最大切除角。即在保持加速面积 与最大可能的减速面积最大可能的减速面积 相等的条件下求得的切除故障的角度。故障极限切除时间故障极限切
42、除时间 第72页/共92页第七十三页，共92页。74vv 要提高输送功率(gngl)必vv须减小故障的持续时vv间。因此提高继电保vv护和断路器的动作时vv间可以将原来不稳定vv的系统变为稳定系统。第73页/共92页第七十四页，共92页。75 采用三相自动采用三相自动(zdng)重合重合闸闸vv 重合闸可以使重合闸可以使重合闸可以使重合闸可以使vv减速面积增大，减速面积增大，减速面积增大，减速面积增大，vv从而从而从而从而(cng r)(cng r)(cng r)(cng r)提高了系统提高了系统提高了系统提高了系统vv的稳定性。的稳定性。的稳定性。的稳定性。第74页/共92页第七十五页，共9
43、2页。76 采用单相采用单相(dn xin)自动自动重合闸重合闸 v 减速面积比三相自减速面积比三相自动动(zdng)(zdng)重合闸时增重合闸时增加。加。vv采用采用(ciyng)(ciyng)单相自动重单相自动重vv合闸的缺点：合闸的缺点：vv 要求断路器能要求断路器能分分vv相操作，还要有相操作，还要有故故vv障选相装置，增障选相装置，增加加vv了设备的复杂性，了设备的复杂性，vv且重合闸的动作且重合闸的动作时时vv间较长。间较长。第75页/共92页第七十六页，共92页。77 发电机的强行发电机的强行发电机的强行发电机的强行(qingxng)(qingxng)励磁励磁励磁励磁 发电机强
44、行励磁(l c)装置在系统故障后，发电机电压降低时动作，使发电机的励磁(l c)电流增大，减少发电机电势的衰减，甚至使电势升高，从而对提高电力系统的暂态稳定有很大的作用。第76页/共92页第七十七页，共92页。78第77页/共92页第七十八页，共92页。79三、降低三、降低三、降低三、降低(jingd)(jingd)(jingd)(jingd)作用在发电机轴上的不平衡作用在发电机轴上的不平衡作用在发电机轴上的不平衡作用在发电机轴上的不平衡转矩转矩转矩转矩 （1 1）改善）改善(gishn)(gishn)原动机的调节特性原动机的调节特性（2）电气(dinq)制动第78页/共92页第七十九页，共9
45、2页。80 发电机的中性点经小电阻接地，当有零序电流通过时，也可消耗有功功率，提高(t go)系统在接地故障时的暂态稳定性。通常通常(tngchng)(tngchng)电阻值以电阻值以4%4%左右为宜。左右为宜。第79页/共92页第八十页，共92页。81四、调整线路四、调整线路四、调整线路四、调整线路(xinl)(xinl)(xinl)(xinl)参数参数参数参数 采用分裂(fnli)导线线路(xinl)串入电容降低P增大第80页/共92页第八十一页，共92页。82本章本章本章本章(bn(bn(bn(bn zhn)zhn)zhn)zhn)小结小结小结小结 一、系统一、系统(xt(xt ng)n
46、g)的静态稳定性的静态稳定性 （1）定义(dngy)（2）判定原则简单电力系统：复杂电力系统：小扰动法列写系统的状态方程，利用微分方程的特征方程判断稳定性 第81页/共92页第八十二页，共92页。83 二、系统二、系统二、系统二、系统(xt(xt ng)ng)的暂态稳定的暂态稳定的暂态稳定的暂态稳定性性性性 （1 1）定义）定义(dngy)(dngy)（2）判定(pndng)原则简单电力系统：面积定则复杂电力系统：相对功角第82页/共92页第八十三页，共92页。84课程主要内容回顾第一章电力网、电力系统(din l x tn)和动力系统的划分，电力网电压等级 电气设备的额定电压第二章负荷的定义
47、负荷曲线的类型及各类负荷曲线的作用，负荷特性与模型，电力系统(din l x tn)中的谐波 第83页/共92页第八十四页，共92页。85课程主要内容回顾课程主要内容回顾第三章第三章双绕组变压器的等值电路及参数计算，双绕组变压器的等值电路及参数计算，三绕组变压器的等值电路及参数计算，三绕组变压器的等值电路及参数计算，容量比容量比架空线路的主要组成部分及各部分的作用；架空线路的主要组成部分及各部分的作用；架空线路各参数的物理意义以及影响线路参数大小的因素架空线路各参数的物理意义以及影响线路参数大小的因素架空线路参数的计算公式；架空线路参数的计算公式；输电线路的一字型等值电路、输电线路的一字型等值
48、电路、型等值电路和型等值电路和T T型等值电路型等值电路开关电弧的产生和熄灭开关电弧的产生和熄灭(xmi)(xmi)原理，原理，断路器的类型和基本组成部分断路器的类型和基本组成部分油断路器和六氟化硫断路器灭弧室的工作原理和特点，油断路器和六氟化硫断路器灭弧室的工作原理和特点，真空电弧的特征及真空灭弧室的结构特点和工作原理真空电弧的特征及真空灭弧室的结构特点和工作原理 电磁式电压互感器和电流互感器的工作特点、性能要求、误差来源和接线方式；电磁式电压互感器和电流互感器的工作特点、性能要求、误差来源和接线方式；提高互感器精度所采取的措施；提高互感器精度所采取的措施；电容式电压互感器的工作原理。电容式
49、电压互感器的工作原理。第84页/共92页第八十五页，共92页。86第四章第四章无备用和有备用电力网的接线方式及其优缺点；无备用和有备用电力网的接线方式及其优缺点；电气电气(dinq)(dinq)主接线的各种形式及其基本要求；主接线的各种形式及其基本要求；有汇流母线的单母线、双母线等接线的特点、倒闸操有汇流母线的单母线、双母线等接线的特点、倒闸操作顺序和优缺点、改进措施以及应用范围；作顺序和优缺点、改进措施以及应用范围；无汇流母线的单元接线、桥形接线和角形接线的特点、无汇流母线的单元接线、桥形接线和角形接线的特点、应用范围；应用范围；典型的发电厂主接线形式；典型的发电厂主接线形式；中性点不同接地
50、方式的特点及使用范围。中性点不同接地方式的特点及使用范围。第85页/共92页第八十六页，共92页。87第五章第五章什么是潮流计算什么是潮流计算电压降落、电压损耗、电压偏移等基本概念；电压降落、电压损耗、电压偏移等基本概念；线路和变压器中的功率损耗和电压降落的计算公式线路和变压器中的功率损耗和电压降落的计算公式(gngsh)(gngsh)及公式及公式(gngsh)(gngsh)应用的注意点，应用的注意点，开式网络的潮流计算方法；开式网络的潮流计算方法；简单闭式网和电磁环网的潮流计算；简单闭式网和电磁环网的潮流计算；电力系统的频率与有功功率，电力系统有功功率与频率之间的关系、有功功率平衡的必要性及