【正文】 ?? ?????? ?? ?111 1 3 8 .0 2 2 8 .9 7 1 .4 9 5 c o s 1 3 8 .0 2 1 .2 7 c o s 2 8 .9 7180c o s 1 .4 9 5 1 .2 7c o s 0 .4 9 9 1 1 9 .9 1???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ?? ? ? ?《 2》 .兩相短路 , (a)此時附加電抗 x? 是負序網(wǎng)絡在故障點的等值電抗 . X?2= ?? ? ( ) ( )X ? ??=++++ = 所以，故障時發(fā)電機輸出的最大功率為 M E 39。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 40 《 3》 兩相 短路接地 （ 1） 取 ?? 則 ： 223 6 0 3 6 0 5 0 0 . 0 5 3 . 5 11 2 . 8 1 8JftK T ? ? ?? ? ? 則故障時 ? 仍為 ? 發(fā)電機的輸出功率即降低為 ( ? ) ( 0 ) s i n 0 . 5 6 2 s i n 2 8 . 9 7 0 . 2 7 2IIMPP ?? ? ? ? ? ( 0 ) 0 ( 0 ) 1 0 .2 7 2 0 .7 2 8P P P? ? ? ? ? ? ( 0 )( 1 ) 0 3. 51 1. 27 822PK? ??? ? ? ? ? ? ( 1 ) ( 0 ) ( 1 ) 2 8 . 9 7 1 . 2 7 8 3 0 . 2 4 8? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一時段末，即第二時間段開始時發(fā)電機輸出功率為 ( 1 ) ( 1 )s i n 0 . 5 6 2 s i n 3 0 . 2 4 8 0 . 2 8 3IIMPP ?? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 41 (1 ) 1 0 .2 8 3 0 .7 1 7P? ? ? ? ( 2 ) ( 1 ) ( 1 ) 1 . 2 7 8 3 . 5 1 0 . 7 1 7 3 . 7 9 4KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) 3 0 . 2 4 8 3 . 7 9 4 3 4 . 0 4 2? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 如此計算如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 0 0 1 2 3 4 由上表可看出在 時 ? 對應的角度為 小于極限切除角 。如對電力設備的繼電保護，當電力設備故障時，要求最靠近故障點的斷路器動作斷電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 51 開電網(wǎng)的供電電源，即電力設備繼電保護的選擇性。當然，重新合上斷路器的工作可由運行人員手動操作進行。 但事物都是一分為二的 ,采用自動重合閘裝置后，在重合于永久 性故障時，也會帶來以下不利后果： 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 54 （ 1）使電力系統(tǒng)又一次受到短路電流的沖擊，可能引起電力系統(tǒng)振蕩。因此，稱這類故障為暫時性故障。 這些要求之間，有的相輔相成、有的相互制約，需要對不同的使用條件分別進行協(xié)調(diào)。 1 .3 9 8 1 1 .4 9 50 .9 3 5MIIIEUx ?? ? ?ⅢP 1 11 8 0 s in 1 3 8 . 0 21 . 4 9 5h? ?? ? ? ? ? （ c） 計算極限切除角 ? ? 001 c o s c o sc o s h o I I I M h I I MI I I M I I MP P Pcm PP? ? ? ?? ? ? ? ???? ????? 111 ( 1 3 8 .0 2 2 8 .9 7 ) 1 .4 9 5 c o s 1 3 8 .0 2 0 .5 3 8 c o s 2 8 .9 7180c o s1 .4 9 5 0 .5 3 8c o s 0 .3 3 97 0 .2???? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?????? 第二節(jié) 用分段法計算搖擺曲線 《 1》 單相接地 （ 1） 取 ?? 。 1 9811Q X P XU UUE ???? ?? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? 10 0 . 6 7 7t a n 2 8 . 9 71 0 . 3 2 9 0 . 6 7 7? ? ??? ? ??????? (3)確定故障方式進行計算 《 1》 .單相接地 （ a） 此時附加電抗 x? 是負序網(wǎng)絡在故障點 f 的等值電抗 2X? 和0X? 的串聯(lián) . 2X? 0 . 1 6 00 . 1 7 6 0 . 1 1 5 0 . 2 5 8 0 . 0 9 50 . 1 7 6 0 . 1 1 5 0 . 2 5 8 0 . 0 9 5? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ?? ? ? ??????? ? ? 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 28 ? ?? ?0 0 . 1 1 5 0 . 2 5 8 4 0 . 0 9 5 0 . 1 0 40 . 1 1 5 0 . 2 5 8 4 0 . 0 9 5X ? ? ? ???? ? ? 則附加電抗 x? 為： 0 .1 6 0 0 .1 0 4 0 .2 6 4x? ? ? ? ? ? ? ? 09 15 ( 58 95 ) 09 15 ( 58 95 ) 64IIX ? ? ?? ? ? ? ? ?? = 39。 所以采用自動重合閘裝置的措施可以提高供電的可靠性，對提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性也有十分明顯的作用，是目前應有的比較多的措施之一。相反，只要故障切除角 ? 小于 極限切除角 cm? ，系統(tǒng)總是穩(wěn)定的。 1 / 2 2d T L TX X X X X?? ? ? ? ? （ 35） 發(fā)電 機的傳輸 功率為： 39。 aEUX 二 者之中的最小值。 高壓輸電線路中采用分裂導線的主要 目的是為了避免電暈，但同時也可以減小線路的電抗。由于在運動過程中存在阻尼作用，經(jīng)過一系列微小震蕩后運行點又回到 a點，即狀態(tài)變量 ? 自動地恢復到原來的數(shù)值。 因此，電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性又稱為小干擾穩(wěn)定性。如果能夠，則認為系 統(tǒng)在該正常運行狀態(tài)下是穩(wěn)定的；反之，若系統(tǒng)不能回到原來的運行狀態(tài)或者不能建立一個新的穩(wěn)態(tài)運行狀態(tài)，則說明系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 6 第一章 電 力 系統(tǒng)的穩(wěn)定性 第一節(jié) 標幺值 在電力系統(tǒng)故障分析計算中，大多應用標幺 制。 The fifth chapter in various fault of relay protection and automatic reclosing requirements, The sixth chapter for closing. (note: this design of power system are emphatically analyzed after the interference of another kind of transient process, namely the electrical power system transient process. Keywords: static stability of power system stability of transient stability mechanical power excitation adjust Angle 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 4 前言 “電力系統(tǒng)穩(wěn)定性”這部分內(nèi)容是 發(fā)電廠及電力系統(tǒng) 專業(yè)的專業(yè)課的重要內(nèi)容之一，這部分內(nèi)容相對比較難學卻又十分重要，因此，真正 透徹 的掌握電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性分析過程對我們電力行業(yè)的工作人員有著十分重要的意義。 本設計將分析電力系統(tǒng)的 另一種暫態(tài)過程 —— 電力系統(tǒng)的機電暫態(tài)過程。標幺制中 各種物理量都用標幺值（即相對值）來表示，使運算步驟簡單，數(shù)值簡明便于分析。一般是表示發(fā)電機組對系統(tǒng)或系統(tǒng)對系統(tǒng)間的同步運行穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)中幾乎隨時都在受到小干擾，如負荷的變化 、 切投 負荷、風吹是線路擺動以及發(fā)電機的機械振動等。 如果小干擾使 ? 減小了 ? ?0???，發(fā)電機輸出的電磁功率增大，即 a TPP?? ? ，過剩轉(zhuǎn)矩為正，轉(zhuǎn)子將加速，增大趨向 a 點，相似的經(jīng)過一系列震蕩后在 a點重新獲得平衡 ， 由以上分析可見，在運行點 a，系統(tǒng)受到小干擾后能夠自動恢復到原來的平衡狀態(tài)，因此是靜態(tài)穩(wěn)定的。 由功率極限 M EUXP??可見，功率極限與電壓的平方成正比，提高線路的額定電壓等級，也就提高了功率極限。由于線路上各點電勢、電壓的大小相差不多，而分 段后各段的電抗均遠小于總電抗，所以功率極限大為提高。 s in s inEUPPX ??? ? ? ????? （ 36） 二、 系統(tǒng)受到大干擾后的物理過程分析 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 20 結(jié)合 圖 31和圖 32進行 分析 ，發(fā)生短路故障瞬間，功率特性立即下降為 P? ，但由于轉(zhuǎn)子的慣性，其角度不會立即變化，這是發(fā)電機的運行由 a點突降至 b 點，其輸出的功率顯著減少，而原動機的機械功率 PT 不變，產(chǎn)生了較大的過剩轉(zhuǎn)矩， PTPb，故障情況越嚴重，功率 P? 的幅值越低，則過剩轉(zhuǎn)矩越大，轉(zhuǎn)子開始加速，使運行點由 b 點向 c 點移動。但是，利用上式求得極限切除角 cm? 并沒有真正解決問題，因為工程上實際需要知道的是，為了保證系統(tǒng)穩(wěn)定必須在多少時間內(nèi)切除故障線路，也就是知道與極限切除角 cm? 對應 的故障切除時間，這一時間通常稱為極限切除時間 cmt 。 二、提高發(fā)電機 功率 特性、消耗或輸出發(fā)動機的過剩功率 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 24 現(xiàn)代電力系統(tǒng)中大型發(fā)動機都裝有強行勵磁裝置， 當系統(tǒng)發(fā)生 短路 故障 ，使發(fā)電機端電壓下降到額定電壓的 85%90%時 ， 強行勵磁裝置動作，迅速而大幅度的增加勵磁以 提高發(fā)電機電勢，從而提高了 發(fā)電機輸出的 電磁 功率。 1 .3 9 8 1 1 .2 71 .1 1IIMIIEUP X ?? ? ? （ b）故障切除后 1239。 則 223 6 0 3 6 0 5 0 0 . 0 5 3 . 5 11 2 . 8 2ftk Tj ? ? ?? ? ? 則短路時 ? 仍為 ? ，發(fā)電機的輸出功率即降低為 ( 0 ) 0s i n 1 . 2 7 s i n 2 8 . 9 7 0 . 5 5 9II Mpp ?? ? ? ? ? 即在第一個時間段開始時過剩功率從零變?yōu)? ( 0 ) 0 ( 0 ) 1 0 .5 5 9 0 .4 4 1P P P? ? ? ? ? ? 所以經(jīng)第一個時間段后的角增量 ( 0 )( 1 ) 0 410 1 722pk? ??? ? ? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 34 角 (1)? 為 ( 1 ) ( 0 ) ( 1 ) 2 8 . 9 7 0 . 7 7 2 9 . 7 4? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 第一時段末，即第二個時間段開始時 發(fā)電機 的過剩功率為 ：( 1 ) 0 ( 1 ) 1 1 . 2 7 s i n 2 9 . 7 4 0 . 3 6 9P P P? ? ? ? ? ? ? ? 經(jīng)過第二時段的角增量 ( 2 ) ( 1 ) ( 1 ) 0 . 7 7 3 . 5 1 0 . 3 6 9 2 . 0 7KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? 所以第二時段結(jié)束時角度 ( 2 ) 2 9 .7 4 2 .0 7 3 1 .8 1? ? ? ? ? ? ? 如此繼續(xù)計算下去，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 10 電力系統(tǒng)運行穩(wěn)定性問題分析與計算 35 11 12 13 14 15 16 17 18 由表可知在 時， ? 增 至 最大值 為 ? ，小于極限切除角 ? ， 以后 ? 隨時間的增加而減小，所以在該故障下發(fā)電機可以自行恢復穩(wěn)定。 ：是對繼電保護最基本的性能要求，它又可分為可信賴性和安全性 二 個方面。此外，也還有永久性故障，例如，倒塔 桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在故障線路被斷開以后，故障點的絕緣強度不能恢