【正文】 保持同步，則相量 E比 U 的放置速度快，相角差也將變化。這里說(shuō)的小干擾或大干擾只是相對(duì)和有條件的區(qū)分，很難用具體的數(shù)量值給定。從狹義的觀點(diǎn)看，電力系統(tǒng)穩(wěn)定單指不發(fā)生非同步運(yùn)行，不管電力系統(tǒng)中聯(lián)接多少臺(tái) 發(fā)電機(jī) ,聯(lián)網(wǎng)地域有多大 (全省、跨省區(qū)、跨國(guó)家 ),都要求在經(jīng)受干擾時(shí)所有交流 同步發(fā)電機(jī) 保持同步運(yùn)行。一般是表示發(fā)電機(jī)組對(duì)系統(tǒng)或系統(tǒng)對(duì)系統(tǒng)間的同步運(yùn)行穩(wěn)定性。不管是哪種干擾，如果它的后果是電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定遭到破壞 ，系統(tǒng)都是靜態(tài)不穩(wěn)定的。 ? 為功角 。由發(fā)電機(jī)的功角特性曲線可以看出，除了 a 點(diǎn)是功率平衡外， b點(diǎn)也是功率平衡點(diǎn)，即發(fā)電機(jī)有兩個(gè)可能運(yùn)行的角度 a? 和 b? 。a 對(duì)應(yīng)的功率值。 點(diǎn)運(yùn)行情況分析 b 點(diǎn)的運(yùn)行情況與 a 點(diǎn)完全不同，當(dāng)小干擾使功角 ? 增加一個(gè)增量 ? ?0???時(shí)，發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率將減少，即 TbPP?? ，轉(zhuǎn)子的過(guò)剩轉(zhuǎn)矩為正值，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子將加速， ? 將繼續(xù)增加， ? 的不斷增大，標(biāo)志著發(fā)電機(jī)與無(wú)限大系統(tǒng)非周期性地失去同步，系統(tǒng)中電流、電壓和功率大幅度地波動(dòng)，系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行，最終導(dǎo)致系統(tǒng)瓦解。綜上所述，對(duì)于簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)，可用 EdPd?是否大于零來(lái)判斷系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定與否。 由功率極限的基本表達(dá)式M EUP X?? 可見，提高電力系統(tǒng)的功率極限，可從提高發(fā)電機(jī)的電勢(shì)、減小系統(tǒng)的電抗、提 高和穩(wěn)定系統(tǒng)的電壓等方面考慮。因此，減小線路的電抗，對(duì)提高電力系統(tǒng)的功率極限和穩(wěn)定性有重要的作用。這一措施也可以認(rèn)為是間接地減小了線路的電抗。E ）為常數(shù)，相當(dāng)于將發(fā)電機(jī)的電抗由同步電抗 dX 減小為暫態(tài)電抗 39。例如在距離過(guò)長(zhǎng)或聯(lián)系電抗過(guò)大的輸電線路上，可以增加線路的回路數(shù)以減小電抗。EUXX? 變?yōu)?39。 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 17 以上介紹的提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的措施都是考慮減小電抗而言，在實(shí)際的正常運(yùn)行中提高發(fā)電機(jī)的電勢(shì)和電網(wǎng)的運(yùn)行電壓也可以提高功率極限，但這需要在系統(tǒng)中設(shè)置足夠的無(wú)功功率電源。E 與無(wú)限大系統(tǒng)間的電抗為： 39。例如單相短路，附加電抗應(yīng)為負(fù)序電抗與零序電抗的串聯(lián)；兩相短路時(shí)，附加電抗等于負(fù)序電抗；三相短路，作為不對(duì)稱短路的一種特殊形式，它的附加電抗 ? ?3 0X? ? 。 1 / 2 2( ) ( )1 / 2 2 X X X Xd T L TX X X X Xd T L T X? ? ? ?? ? ? ? ?? (33) 當(dāng) 發(fā)電機(jī) 電動(dòng)勢(shì) E? 不變時(shí) ，故障情況下的傳輸 功率為： 39。如果故障永久存在，始終存在過(guò)剩轉(zhuǎn)矩，發(fā)電機(jī)將不斷加速，最終與系統(tǒng)失去同步。對(duì)比以上兩種不同的結(jié)果可見，快速切除故障是保證系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的有效措施。相反，只要切除角小于極限切除角，系統(tǒng)總是穩(wěn)定的。 在 極限切除角時(shí)切除 線路 故障 ，已利用了最大可能的減速面積。 顯然，故障切除時(shí)間 ct 小于極限切除時(shí)間 cmt 則 系統(tǒng)是穩(wěn)定的，反之系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。對(duì)簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)而言，主要與加速面積和減速面積有關(guān)。 一、 故障的快速切除和自動(dòng)重合閘裝置的應(yīng)用 這兩個(gè)措施可以較大的減小加速面積，同時(shí)增大減速面積，既有效又經(jīng) 濟(jì)。 目前廣泛使用的 6SF 斷路器 和真空斷路器的全分閘時(shí)間一般都在兩個(gè)周波（約 — ）左右，新型保護(hù)裝置的 動(dòng)作時(shí)間可做到幾十毫秒內(nèi)，因此切除故障的最快時(shí)間已可做到 。 因此，在故障期間減小了加速面積并增大了減速面積，從而提高了系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定。 三、減少原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率 TP 故障后減小 原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率 TP ， 也 可以減小對(duì)轉(zhuǎn)子加速的過(guò)剩功率，有利于提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定。切除部分發(fā)電機(jī)后，等于減小了原動(dòng)機(jī)的輸入功率 TP 。 （ 2)確定系統(tǒng)正常運(yùn)行方式，正常運(yùn)行時(shí)，發(fā)電機(jī)與無(wú)限大容量系統(tǒng)間的聯(lián)系電抗為： 1 1 239。 0 . 9 3 5III q T c TX X X X X? ? ? ? ? 39。 1 .3 9 8 1 1 .4 9 50 .9 3 5MIIIEUx ?? ? ?ⅢP 1 11 8 0 sin 1 3 8 . 21 . 4 9 5h? ?? ? ? ? ?? （ c）計(jì)算極限切除角 cm? ? 1cos?? ? ? 0c o s c o sc o s T h o I I I M h I I McmI I I M I I MP P PPP? ? ? ?? ? ? ????????? = 1cos? ? ?1 1 3 8 .0 2 2 8 .9 7 1 .4 9 5 c o s 1 3 8 .0 2 1 .0 0 4 c o s 2 8 .9 71801 .4 9 5 1 .1 9 7?? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? =? 《 3》 .兩相短路接地 （ a） 此時(shí)附加電抗 x? 是負(fù)序與零序網(wǎng)絡(luò)在故障點(diǎn)的等值電抗2X? 與 0X? 的并聯(lián)電阻。 0 .2 7 4 0 .1 3 8 0 .0 9 20 .2 7 4 0 .1 3 8x ?? ? ?? 0 . 4 4 1 0 . 5 0 80 . 4 4 1 0 . 5 0 8 3 . 3 8 40 . 0 9 2IIx ?? ? ? ? 39。 0 . 4 1 0 . 2 6 70 . 4 1 0 . 2 6 7 2 . 60 . 0 5 7IIx ?? ? ? ? 39。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 36 《 2》 兩相短路 (1).取 ?? ， 則 223 6 0 3 6 0 5 0 0 . 0 5 3 . 5 11 2 . 8 1 8JftK T ? ? ?? ? ? 短路時(shí) 0? (不突變 )仍為 ，發(fā)電機(jī)輸出的功率降低為 ( 0 ) 0s i n 1 . 0 0 4 s i n 2 9 . 9 7 0 . 4 8 6IIMPP ?? ? ? ? 在第一給時(shí)間段開始時(shí)過(guò)剩功率從零變?yōu)? 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 37 ( 0 ) 0 ( 0 ) 1 0 .4 8 6 0 .5 1 4P P P? ? ? ? ? ? 所以經(jīng)第一時(shí)間段后的角增量 ( 0 )( 0 ) 0 ? ??? ? ? ? ? ? ? ( 1 ) ( 0 ) ( 1 ) 2 8 . 9 7 0 . 9 0 2 2 9 . 8 7? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一時(shí)間段末，即第二時(shí)間段開始時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率 ( 1 ) ( 1 )s i n 1 . 0 0 4 s i n 2 9 . 8 7 0 . 5 0 0IIMPP ?? ? ? ? ( 1 ) 0 ( 1 ) 1 0 .5 0 0 0 .5 0 0P P P? ? ? ? ? ? ( 2 ) ( 1 ) ( 1 ) 0 . 9 0 2 3 . 5 1 0 . 5 0 0 2 . 6 6KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) 2 9 . 8 7 2 . 6 6 3 2 . 5 3? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一時(shí)間段末，即第二時(shí)間段開始時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率 ( 2 ) ( 2 )s i n 1 . 0 0 4 s i n 3 2 . 5 3 0 . 5 4 0IIMPP ?? ? ? ? ( 2 ) 0 ( 2 ) 1 0 .5 4 0 0 .4 6 0P P P? ? ? ? ? ? ( 3 ) ( 2 ) ( 2 ) 2 . 6 6 3 . 5 1 0 . 0 . 4 6 0 4 . 2 7KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( 3 ) ( 2 ) ( 3 ) 3 2 . 5 3 4 . 2 7 3 6 . 8 0? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 如此計(jì)算下去如下表所示 t(s) v ()v?? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 3 4 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 38 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 由上表可以看出隨著時(shí)間 t 的增加， ? 也隨著增加， t 在 時(shí)達(dá)到極限切除角 ? ，且 ? 往后 隨時(shí)間 t 繼續(xù)增大，所以在該故障下發(fā)電機(jī)不能自行恢復(fù)穩(wěn)定。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 43 ： 《 4》 發(fā)生一回路斷線故障 （ 1）用分段計(jì)算法計(jì)算搖擺曲線 取 t? = K=2360JftT? =23 6 0 5 0 0 .0 5 3 .5 11 2 .8 1 8?? ? 剛短路時(shí) 0? 仍為 ，發(fā)電機(jī)輸出的功率降低為 (0)P = (0)sinP ?Ⅱ M =? = 即在第一個(gè)時(shí)間段開始時(shí)過(guò)剩功率從 0變?yōu)? (0)P? = 0P (0)P == 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 44 所以經(jīng)第一個(gè)時(shí)間段后的角增量 為 (1)?? =0+ (0)02PK ??=0+? 2= (1)? = + = 第一時(shí)段末，即第二時(shí)段開始時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率 (1)P? =1 (1)sinP ?Ⅱ M = sin = (2)?? = (1)?? +K (1)P? = +? = (2)? = + = 如此繼續(xù)計(jì)算下去 ,如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 45 10 11 12 13 14 由上表可看出在 ? 開始下降，此時(shí) ? 為 小于 180系統(tǒng)可以回到穩(wěn)定狀態(tài)，即在發(fā)生一回路斷線故障時(shí)不需要采取措施系統(tǒng)即可恢復(fù)穩(wěn)定。 其平均過(guò)剩功率為 ? ?5 0 .4 9 4 0 .4 0 7 0 .0 4 42P ???? ? ? ? ? ? ?6 5 5 1 0 . 6 8 3 . 5 1 0 . 0 4 4 1 0 . 8 3KP?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?6 5 6 7 0 . 2 1 0 . 8 3 8 1 . 0 3??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第七 時(shí)段 開始時(shí)，發(fā)電機(jī)的過(guò)剩功率 為 ? ? ? ?066 s i n 1 1 . 4 9 5 s i n 8 1 . 0 3 0 . 4 7 7P P P ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?7 6 6 1 0 . 8 3 3 . 5 1 0 . 4 7 7 9 . 1 6KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 48 ? ? ? ? ? ?7 6 7 8 1 . 0 3 9 . 1 6 9 0 . 1 9? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 如此計(jì)算下去如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 49 從上表可看出在 s時(shí) ? 開始下降 ,此時(shí) ? 為 ? 小于 180? 系統(tǒng)可以回到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài) 。為防止事故發(fā)生，就必須在每一個(gè)電氣設(shè)備上裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，根據(jù)故障和異常運(yùn)行情況，動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)信號(hào)?？尚刨囆砸罄^電保護(hù)在異常或故障情況下，能準(zhǔn)確地完成設(shè)計(jì)所要求的動(dòng)作；安全性要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)所要求動(dòng)作的所有情況下，能夠可靠地不動(dòng)作。 ：是指繼電保護(hù)應(yīng)以允許的可能最快的速度動(dòng)作于斷路器跳閘 ，以斷開故障或終止異常狀態(tài)的發(fā)展。故障時(shí)進(jìn)入裝置的故障量與給定的裝置啟動(dòng)值之比，為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)，它是考核繼電保護(hù)靈敏性的具體指標(biāo)，在一般的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與運(yùn)行規(guī)程中都有具體的規(guī)定要求。例如，由于雷電過(guò)電壓引起的絕緣子表面的閃絡(luò)、大風(fēng)引起的短時(shí)碰線、通過(guò)鳥類的身體的放電以及樹枝等物掉落在導(dǎo)線上引起的短路等。 由于輸電線路上發(fā)生的故障絕大多數(shù)是暫態(tài)性故障。為此，在電力系統(tǒng)中廣泛地采用自動(dòng)重合閘裝置（縮寫為 ARC） ,當(dāng)斷路器跳閘以后，它能夠自動(dòng)地將斷路器合閘。 （ 2）可以提高并列運(yùn)行的穩(wěn)定性 ,提高輸電線路容量。 對(duì)于 1KV及以上電壓的架空線路和電纜與架空的混合線路，有斷路器的一般都應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，在用高壓熔斷器的線路上，可采用自動(dòng)重合