電力系統(tǒng)靜態(tài)、暫態(tài)穩(wěn)定試驗(yàn)報(bào)告一、試驗(yàn)?zāi)康牧私夂桶盐諏ΨQ穩(wěn)定狀況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；通過試驗(yàn)加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解通過實(shí)際操作，從試驗(yàn)中觀看到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和把握正確處理的措施二、原理與說明1所示:1。一次系統(tǒng)接線圖試驗(yàn)中承受直流電動(dòng)機(jī)來模擬原動(dòng)機(jī),原動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動(dòng)機(jī)然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相像,但也可以看成是一種具有特別參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動(dòng)來調(diào)整相像條件.“無窮大”母線就直接用試驗(yàn)室的溝通電源,由于它是由實(shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此,它根本上符合“無窮大”母線的條件。為了進(jìn)展測量，試驗(yàn)臺設(shè)置了測量系統(tǒng),以測量各種電量〔電流、電壓、功率、頻率〕.為了測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對位置角〔功率角〕，在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測角裝置.此外，臺上還設(shè)置了模擬短路故障等掌握設(shè)備。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到小干擾后壓值，并測出靜態(tài)穩(wěn)定極限數(shù)值記錄在表格中.電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動(dòng)之后.123正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P1＝〔Eo×Uo)×sinδ/X1；短路運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P2＝〔Eo×Uo)×sinδ/X2；故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為：P3＝〔Eo×Uo)×sinδ/X3；123對這三個(gè)公式進(jìn)展比較,我們可以知道打算功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關(guān).而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面積原則計(jì)算出來。本試驗(yàn)就,X2不同,同時(shí)切除故障線路不同也使X3不同，δmax也不同，使對故障切除的時(shí)間要求也不同.同時(shí)，在故障發(fā)生時(shí)及故障切除通過強(qiáng)勵(lì)磁增加發(fā)電機(jī)的電勢，使發(fā)電機(jī)功率特性中Eo增加，使δmax增加，相應(yīng)故障切除的時(shí)間也可延長;由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障較多，發(fā)生瞬間單相故障時(shí)承受自動(dòng)重合閘，使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài).這兩種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、試驗(yàn)工程與結(jié)果雙回路對稱運(yùn)行與單回路對稱運(yùn)行比較試驗(yàn)表中全部測量電壓均是線電壓發(fā)電機(jī)電壓和原動(dòng)機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)〔輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差異等，觀看記錄線路首、末端的測量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值，計(jì)算、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍，例如電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向(依據(jù)沿線電壓大小比較推斷〕等。之后將原來的單回線路,依據(jù)上述步驟再次進(jìn)展測,將兩次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展比較,見下表〔1〕.表中全部測量電壓均是線電壓P(kW〕Q(kVar〕I(A〕U(V〕U〔V)U(V)U〔V〕 △(V〕0.40。307536035033030300。60.41.3753553403302525單回路0。80.41。87535033533020201.00.313403203301010雙回路0.40.60。40。40。8751。0355350345340330330252025200.80.41.535034033020201.00。41753453353301515FZFZ本試驗(yàn)臺通過對操作臺上的短路選擇按鈕的組合可進(jìn)展單相接地短路,兩相相間短路，雙回線與“無窮大”電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行時(shí),某一回線發(fā)生某種類型短路，經(jīng)肯定時(shí)間切除故障成.在手動(dòng)勵(lì)磁方式下通過調(diào)速器的增(減)速按鈕調(diào)整發(fā)電機(jī)向電網(wǎng)的出力,測定不同短路運(yùn)行時(shí)能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時(shí)發(fā)電機(jī)所能輸出的最大功率,并進(jìn)展比較，分析不同故障類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響。將試驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)展分析比較。Pmax為系統(tǒng)可以穩(wěn)定輸出的極限，留意觀看有功表的讀數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)出于振蕩臨界狀態(tài)時(shí),記錄有功表讀數(shù)，最大電流讀數(shù)YHB－Ⅲ型微機(jī)保護(hù)裝置讀出。QF1QF2QF3QF4QF5QF6PQF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax〔kW)最大短路電流〔A〕1111011.74。620101010。85。391101110。86.9801111116。93QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(kW)最大短路電流〔QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(kW)最大短路電流〔A〕1111011。26.04010101××110111××01111119。36QF1QF2QF3QF4QF5QF6PmxkW)最大短路電流〔AQF1QF2QF3QF4QF5QF6PmxkW)最大短路電流〔A〕1111011。26.00010101××110111××0111111.29。12

4。兩相短路接地1．雙回路對稱運(yùn)行與單回路對稱運(yùn)行比較試驗(yàn)1〔1〕增加而增加。這是由于輸出功率的公式為P=UIcosφ，發(fā)電機(jī)增加出力時(shí)會(huì)有電流增加的現(xiàn)象.〔2)路電流增加，導(dǎo)致同步電抗與線路電抗上的壓降增加，并且由于勵(lì)磁保持不變,發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓與開關(guān)站母線電壓均會(huì)有所下降。傳輸有功功率為1.9kW，單回路運(yùn)行最大傳輸功率為1。2kW。功率傳輸方程傳輸有功功率為1.9kW，單回路運(yùn)行最大傳輸功率為1。2kW。功率傳輸方程,雙回路運(yùn)行的阻抗為。其中是發(fā)電機(jī)同步電抗，明顯單回路路運(yùn)行的阻抗為。其中是發(fā)電機(jī)同步電抗，明顯單回路同樣是由于線路阻抗的不同，輸出一樣的功率時(shí)，單回路運(yùn)行首末端的電壓降落比雙回路運(yùn)行要大。2短路類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響試驗(yàn)2、3、4果。不對稱短路時(shí),依據(jù)正序等效定則，相當(dāng)于在正常等值電路中的短路點(diǎn)接入了一個(gè)附加阻抗，轉(zhuǎn)變系統(tǒng)阻抗，影響系統(tǒng)輸出功率，使之與正常運(yùn)行狀況下的輸出有差異,使得功角發(fā)生轉(zhuǎn)變,進(jìn)而影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。由于不同短路狀況下的附加電抗不一樣，所以影響也不一樣。單相接地時(shí)附加電抗為負(fù)序電抗和零序電抗之和；兩相短路時(shí)附加電抗為負(fù)序電抗；兩相接地短路時(shí),附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗并聯(lián)值。在單相接地短路故障發(fā)生后，故障相斷路器動(dòng)作，接著單相自動(dòng)重合閘裝置將會(huì)動(dòng)作，相接地是比較常見的故障,故障率高達(dá)70%。這類事故一般是由于線路與大地之間的空氣絕緣可以幫助系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài),所以自動(dòng)重合閘裝置有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性.響.從試驗(yàn)結(jié)果來看，當(dāng)斷路器QF3QF6QF4開,發(fā)電機(jī)與無窮大系統(tǒng)間的聯(lián)系斷開，系統(tǒng)解裂。只有在QF3處于合閘狀態(tài)，才有可能在短路故障發(fā)生并且QF6和QF43崩潰，此時(shí)存在暫穩(wěn)功率極限。提高暫穩(wěn)措施的原理機(jī)制：強(qiáng)行勵(lì)磁與自動(dòng)重合閘系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí),發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率突然降低，而原動(dòng)機(jī)的機(jī)械輸出功率來不速面積,則系統(tǒng)保持了暫態(tài)穩(wěn)定。強(qiáng)行勵(lì)磁可以提高發(fā)電機(jī)的電勢，增加發(fā)電機(jī)輸出的無功功率,增大減速面積，維持電不得超過30s—40s，超過時(shí)間后發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的過勵(lì)限制器啟動(dòng),把勵(lì)磁電流拉回額定值。所以在此段時(shí)間內(nèi)必需投入足夠的無功源進(jìn)展支撐,以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。電力系統(tǒng)中的短路故障大多是由網(wǎng)絡(luò)放電造成的,是臨時(shí)性的。在切斷線路經(jīng)過一段電弧熄滅和空氣去游離的時(shí)間后,短路故障便完全消退了。這時(shí),假設(shè)再把線路重投入系統(tǒng),時(shí)肯定時(shí)間將自動(dòng)重合原線路，從而恢復(fù)全相供電，即可提高故障切除后的功率特性曲線，增大了減速面積，即提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。五、思考題靜態(tài)穩(wěn)定思考題答:由靜穩(wěn)系數(shù)答:由靜穩(wěn)系數(shù)抗、系統(tǒng)電壓水平、發(fā)電機(jī)電勢、正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功角。2.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施?〔1〕線);〔2〕提高運(yùn)行電壓水平；〔3)改善電力系統(tǒng)的構(gòu)造；〔4)承受串聯(lián)電容器補(bǔ)償；承受自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)整裝置;承受直流輸電。何為電壓損耗、電壓降落？答：電壓損耗指的是輸電線路首末兩端電壓的數(shù)值差；電壓降落指的是輸電線路首末兩端電壓的相量差。由于電壓降落的橫重量較小,所以可近似可以看作與電壓損耗相等?！皟杀矸ā睖y量三相功率的原理是什么?它有什么前提條件?答：兩表法測量三相功率的示意圖如下〔圖：2。兩表法測量三相功率從上圖中看到功率表W1測量了AB線電壓，與AW2測量了BC線電壓，與C相線電流，兩個(gè)功率表測得數(shù)值之和為:在三相三線制系統(tǒng)中有:所以兩表功率之和可以改寫為：將三相三線制系統(tǒng)中的電流關(guān)系式代入功率式可得知，這種方法只適用于三相三線制系統(tǒng)。在配電網(wǎng)中很難保證三相對稱,所以必需引入第四根線，組成三相四線制系統(tǒng)，在三相四線制系統(tǒng)中只能用三表法測出三相功率。暫態(tài)穩(wěn)定思考題1.不同短路狀態(tài)下對系統(tǒng)阻抗產(chǎn)生影響的機(jī)理是什么?抗，轉(zhuǎn)變了系統(tǒng)阻抗：以得到其附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗之和，即；〔1〕單相接地短路：以A相短路為例，由邊界條件Ua=0、Ib=0、Ic=0，將它們用對稱重量以得到其附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗之和，即；附加電抗為負(fù)序電抗，即；(2〕兩相相間短路：以BC兩相間短路為例，其邊界條件為附加電抗為負(fù)序電抗，即；附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗的并聯(lián)值,即?！?〕BCIa=0、Ub=0、附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗的并聯(lián)值,即。由上面三條可知，附加電抗不同，短路后的短路電流也會(huì)有所不同。2.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施有哪些？答：提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施主要有一下幾種:〔1)快速切除故障；承受自動(dòng)重合閘；發(fā)電機(jī)快速強(qiáng)勵(lì)磁；(4〕發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng)；〔5)變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；快速關(guān)閉汽門；切發(fā)電機(jī)和切負(fù)荷；(8〕設(shè)置中間開關(guān)站；〔9)輸電線路強(qiáng)行串聯(lián)補(bǔ)償3.對失步處理的方法〔3中提到〕的理論依據(jù)是什么？答：對失步處理的方法如下:通過勵(lì)磁調(diào)整器增磁按鈕，使發(fā)電機(jī)的電壓增大；如系統(tǒng)沒處于短路狀態(tài),且線路有處于斷開狀態(tài)的,可并入該線路減小系統(tǒng)阻抗;通過調(diào)速器的減速按鈕減小原動(dòng)機(jī)的輸入功率。其理論依據(jù)在于：可以通過勵(lì)磁調(diào)整器增磁按鈕，使發(fā)電機(jī)的電壓增大,在于:系統(tǒng)發(fā)生短路故障時(shí)，電機(jī)轉(zhuǎn)子將加速.而快速增磁提高發(fā)電機(jī)的電勢，可以增加發(fā)電機(jī)的輸出功率，即可使原動(dòng)機(jī)輸出與發(fā)電機(jī)輸出盡可能到達(dá)功率平衡,可以有效地減小失步引起的不利影響；如系統(tǒng)沒處于短路狀態(tài)，且線路有處于斷開狀態(tài)的，可并入該線路減小系統(tǒng)阻抗,緣由在于：減小系統(tǒng)阻抗，可以使原動(dòng)機(jī)所帶負(fù)荷削減，即其轉(zhuǎn)速相對降低，這樣,在發(fā)生短路故障時(shí)，原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的輸出功率不平衡程度也相對減輕一些；通過調(diào)速器的減速按鈕減小原動(dòng)機(jī)的輸入功率也可以作為減小故障影響,由于這也相當(dāng)于削減轉(zhuǎn)軸上的不平衡功率。對應(yīng)實(shí)際電力系統(tǒng)，這種方法被稱為快關(guān)汽門,實(shí)時(shí)監(jiān)測發(fā)4。自動(dòng)重合閘裝置對