25暂态稳定分析
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扰动下各发电机组能否继续保持同步运行。 因此我们只需要确定表征发电机间是否同步的发电机组转 子运动特性便可以了。
(二)暂态稳定分析中的基本假设
1、忽略发电机定子电流的非周期分量。 2、忽略暂态过程中发电机的附加损耗。 3、当发生不对称短路时,不计负序和零序分量电 流对机组转子运动的影响。
4、不考虑频率变化对系统参数的影响。
由大扰动引起的电力系统暂态过程是一个由电磁暂态过程和发 电机组转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程,即机电 暂态过程。 精确地确定电力系统所有电磁变量和机械运动变量在暂态过程 中的变化是非常复杂和困难的,从解决实际工程问题来说,往 往是不必要的。
暂态稳定性分析计算的目的在于确定电力系统在给定的大
(三)有关分析的简化规定
1.发电机采用简化的数学模型
EU P sin Xd
U E
2.不考虑原动机自动调速系统的作用 3.负荷采用简化的数学模型:用恒定阻抗或导纳表示。
第二节 简单系统暂态稳定性分析
对图示简单电力系统,若一回线路的始端发生不对称
短路故障,我们来分析其暂态稳定性。
由于大干扰的形式不同,系统在某一运行方式下受到的大 干扰后的暂态稳定情况也不同,即同一电力系统在某一运行方 式和某种干扰下是暂态稳定的,但在另一种运行方式和另一种 干扰下可能不稳定。 因此,在分析某一系统的暂态稳定性时,首先必须确定出系统 的初始运行方式,而系统的干扰方式则应视具体情况而定 对系统最严重的干扰是三相短路,电力系统如能经受住三 相短路的扰动,则该系统的暂态稳定性是不成问题的。 但以三相短路作为暂态稳定的条件是很不经济的。因此我 国电力系统目前是以不对称短路作为暂态稳定研究的基础,逐 步把暂态稳定的水平提高到三相短路上来。
由于转子的惯性→δ 不能突变,
仍为δ 0→运行点变为b点
→PT>PⅡb→转子开始加速
→Δ ω =ω -ω N>0且在↗
→δ ↗→工作点沿PII曲线移动
至C点δ =δ C,ω =ω max,此时
故障切除。
(3)故障切除后,运行点由PⅡ突升至PⅢ,
由于δ =δ C→工作点为d
→在d点PT<PⅢd→转子开始减速 →Δ ω ↘但仍大于零→δ 继续↗ →工作点沿PⅢ曲线由d向f点移动 →到达f点时,转子减速至Δ ω =0, δ =δ max,PT<PⅢf →转子继续减速→Δ ω <0→δ ↘ →工作点沿PⅢ曲线由f向d、s点移动 →在s点PT=PⅢs,转子减速停止, ω =ω min。
正 常 运 行 方 式
L G T1 T2 U=C
(一)各种运行情况下的功角特性:
1.正常运行方式
L G T1 T2 U=C
jXd’
jXT1
jXL
jXT2
XⅠ=X/d+XT1+1/2XL+XT2
E U PI sin XI
2.故障运行方式
L G T1 T2 U=C
jXL jXd’ jXT1 jXT2 jX
Clim时,暂态稳定;
当δ C >δ
Clim时,暂态不稳定
三、面积定则和极限切除角 1.面积定则:加速面积<减速面积,暂态稳定;
加速面积>减速面积,暂态不稳定
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2.极限切除角
加速面积和减速面积的大小与故障
切除时间,即故障切除角δ C有关:
δ C小,则加速面积小,减速面积大
δ C大,则加速面积大,减速面积小
由减速面积=加速面积
可求出极限切除角δ
cm
当δ C <δ
故障时,相当于在短路点接入一个附加电抗,
发电机与系统之间的转移电抗为 XⅡ= (X/d+XT1)+(1/2XL+XT2)+(X/d+XT1)(1/2XL+XT2)/X
E U P sin X
3.故障后运行方式
L G UG T1 UL T2 U=C
U
XⅢ= X/d+XT1+XL+XT2
由于转子的机械惯性 →δ 继续↘→越过s点 →δ ↘至δ
min。
PT>PⅢ→转子加速 →δ ↗开始第二次振荡, 由于能量损失,δ 在δ δ
min之间衰减振荡, max和
最后在s点稳定运行。
原动机输入PT>发电机输出P, 转子加速,abce包围的面积— —加速面积(转子加速期间储
存的动能)
原动机输入 PT< 发电机输出 P , 转子减速, edfg 包围的面积 — — 减速面积(转子减速期间消 耗的动能)
P
E U sin X
结论:由于XⅠ< XⅢ< XⅡ,
所以PMI>PMⅢ>PMII
(二)暂态稳定的定性分析 1、暂态稳定 (1)正常:原动机输入 PT 与发电机输出 P0 相平衡, 工作点在曲线PI的a点,对 应的功角为δ 0,转子转速 为ω N
(2)短路瞬间: 运行点由PI突降至PII,
第十三章
电力系统暂态稳定性
第一节 暂态稳定概述
电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后 各发电机是否能继续保持同步运行的问题。 (一)引起电力系统大扰动的主要原因 1.负荷的突然变化。如切除或投入大容量的用户引起较大 的扰动。 2切除或投入系统的主要元件。如切除或投入较大容量的 发电机、变压器和较重要的线路等引起的大的扰动。 3电力系统的短路故障。它对电力系统的扰动最为严重。
减速面积>加速面积,暂态稳定
2.暂态不稳定
若短路故障切除的迟些, δ C 更大时, 则发电机转子加速时间过长,储存的动 能较多 →在故障切除后,转子转速在运行点到 达PⅢ上的K/点时,仍不能减至同步速
→运行点越过K/点
→PT>P→转子又开始加速
→δ ↗→(PT-P)↗→δ ↗ →发电机失去同步。
加 速 面 积 abce> 减 速 面 积 edfk/ 暂态不稳定
(二)暂态稳定分析中的基本假设
1、忽略发电机定子电流的非周期分量。 2、忽略暂态过程中发电机的附加损耗。 3、当发生不对称短路时,不计负序和零序分量电 流对机组转子运动的影响。
4、不考虑频率变化对系统参数的影响。
由大扰动引起的电力系统暂态过程是一个由电磁暂态过程和发 电机组转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程,即机电 暂态过程。 精确地确定电力系统所有电磁变量和机械运动变量在暂态过程 中的变化是非常复杂和困难的,从解决实际工程问题来说,往 往是不必要的。
暂态稳定性分析计算的目的在于确定电力系统在给定的大
(三)有关分析的简化规定
1.发电机采用简化的数学模型
EU P sin Xd
U E
2.不考虑原动机自动调速系统的作用 3.负荷采用简化的数学模型:用恒定阻抗或导纳表示。
第二节 简单系统暂态稳定性分析
对图示简单电力系统,若一回线路的始端发生不对称
短路故障,我们来分析其暂态稳定性。
由于大干扰的形式不同,系统在某一运行方式下受到的大 干扰后的暂态稳定情况也不同,即同一电力系统在某一运行方 式和某种干扰下是暂态稳定的,但在另一种运行方式和另一种 干扰下可能不稳定。 因此,在分析某一系统的暂态稳定性时,首先必须确定出系统 的初始运行方式,而系统的干扰方式则应视具体情况而定 对系统最严重的干扰是三相短路,电力系统如能经受住三 相短路的扰动,则该系统的暂态稳定性是不成问题的。 但以三相短路作为暂态稳定的条件是很不经济的。因此我 国电力系统目前是以不对称短路作为暂态稳定研究的基础,逐 步把暂态稳定的水平提高到三相短路上来。
由于转子的惯性→δ 不能突变,
仍为δ 0→运行点变为b点
→PT>PⅡb→转子开始加速
→Δ ω =ω -ω N>0且在↗
→δ ↗→工作点沿PII曲线移动
至C点δ =δ C,ω =ω max,此时
故障切除。
(3)故障切除后,运行点由PⅡ突升至PⅢ,
由于δ =δ C→工作点为d
→在d点PT<PⅢd→转子开始减速 →Δ ω ↘但仍大于零→δ 继续↗ →工作点沿PⅢ曲线由d向f点移动 →到达f点时,转子减速至Δ ω =0, δ =δ max,PT<PⅢf →转子继续减速→Δ ω <0→δ ↘ →工作点沿PⅢ曲线由f向d、s点移动 →在s点PT=PⅢs,转子减速停止, ω =ω min。
正 常 运 行 方 式
L G T1 T2 U=C
(一)各种运行情况下的功角特性:
1.正常运行方式
L G T1 T2 U=C
jXd’
jXT1
jXL
jXT2
XⅠ=X/d+XT1+1/2XL+XT2
E U PI sin XI
2.故障运行方式
L G T1 T2 U=C
jXL jXd’ jXT1 jXT2 jX
Clim时,暂态稳定;
当δ C >δ
Clim时,暂态不稳定
三、面积定则和极限切除角 1.面积定则:加速面积<减速面积,暂态稳定;
加速面积>减速面积,暂态不稳定
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2.极限切除角
加速面积和减速面积的大小与故障
切除时间,即故障切除角δ C有关:
δ C小,则加速面积小,减速面积大
δ C大,则加速面积大,减速面积小
由减速面积=加速面积
可求出极限切除角δ
cm
当δ C <δ
故障时,相当于在短路点接入一个附加电抗,
发电机与系统之间的转移电抗为 XⅡ= (X/d+XT1)+(1/2XL+XT2)+(X/d+XT1)(1/2XL+XT2)/X
E U P sin X
3.故障后运行方式
L G UG T1 UL T2 U=C
U
XⅢ= X/d+XT1+XL+XT2
由于转子的机械惯性 →δ 继续↘→越过s点 →δ ↘至δ
min。
PT>PⅢ→转子加速 →δ ↗开始第二次振荡, 由于能量损失,δ 在δ δ
min之间衰减振荡, max和
最后在s点稳定运行。
原动机输入PT>发电机输出P, 转子加速,abce包围的面积— —加速面积(转子加速期间储
存的动能)
原动机输入 PT< 发电机输出 P , 转子减速, edfg 包围的面积 — — 减速面积(转子减速期间消 耗的动能)
P
E U sin X
结论:由于XⅠ< XⅢ< XⅡ,
所以PMI>PMⅢ>PMII
(二)暂态稳定的定性分析 1、暂态稳定 (1)正常:原动机输入 PT 与发电机输出 P0 相平衡, 工作点在曲线PI的a点,对 应的功角为δ 0,转子转速 为ω N
(2)短路瞬间: 运行点由PI突降至PII,
第十三章
电力系统暂态稳定性
第一节 暂态稳定概述
电力系统暂态稳定问题是指电力系统受到较大的扰动之后 各发电机是否能继续保持同步运行的问题。 (一)引起电力系统大扰动的主要原因 1.负荷的突然变化。如切除或投入大容量的用户引起较大 的扰动。 2切除或投入系统的主要元件。如切除或投入较大容量的 发电机、变压器和较重要的线路等引起的大的扰动。 3电力系统的短路故障。它对电力系统的扰动最为严重。
减速面积>加速面积,暂态稳定
2.暂态不稳定
若短路故障切除的迟些, δ C 更大时, 则发电机转子加速时间过长,储存的动 能较多 →在故障切除后,转子转速在运行点到 达PⅢ上的K/点时,仍不能减至同步速
→运行点越过K/点
→PT>P→转子又开始加速
→δ ↗→(PT-P)↗→δ ↗ →发电机失去同步。
加 速 面 积 abce> 减 速 面 积 edfk/ 暂态不稳定