第八章电力系统暂态稳定PPT课件

3）当故障为不对称故障时，忽略发电 机定子回路负序电流和零序电流的影响。
• 可以继续应用前面讨论的只计及正序分 量的电磁功率公式。
除了三个基本假设外，根据对稳定问题分 析计算的不同精度要求，对系统中主要元 件作以下近似简化。 1）发电机
2）原动机
3）负荷
除了三个基本假设外，根据对稳定问题分 析计算的不同精度要求，对系统中主要元 件作以下近似简化。
E
jxT 2 U
jxl
jx
星形网络转化
为三角形网络
根据第五章的分析，只需在正序网络的故障点上接一附
加电抗（ j x ），这个正序增广网络可用来计算不对称短
路时的正序电流及相应的正序功率。
附加电抗的大小可根据不对称故障的种类，由故障点等 值的负序和零序电抗计算而得。
考虑到励磁装置的作用等，等值电动势可视为不变。
分析暂态稳定的基本假定
1）故障后网络中的频率保持为50Hz；
2）忽略故障后网络中的非周期分量电流； 3）当故障为不对称故障时，忽略发电 机定子回路负序电流和零序电流的影响。
1）故障后网络中的频率保持为50Hz；
• 原因：由于发电机组惯性较大，在所研 究的短暂时间内各机组的电角速度相对 于同步角速度的偏离不太大。
• 当故障为不对称故障时，发电机定子回 路中将流过负序电流。负序电流产生的 磁场和转子绕组电流的磁场形成的转矩， 主要是以两倍同步频率交变的，平均值 接近于零的制动转矩。因此对系统的机 电暂态过程影响较小；
• 若有零序电流流过发电机，由于零序电 流在转子空间的合成磁场为零，它不产 生转矩，完全可略去。
中保持常数，即发电机的简化模型为 E 和x d 。
除了三个基本假设外，根据对稳定问题分析计算的不 同精度要求，对系统中主要元件作以下近似简化。
2）原动机 不计原动机调速器的作用。
短过程的暂态稳定计算中，考虑到调速系统 惯性较大，故可假定原动机功率不变。
除了三个基本假设，根据对稳定问题分析计算的不 同精度要求，对系统中主要元件作以下近似简化。
m h
图中画出了发电机 在正常运行、故障 和故障切除后三种 状态下的功率特性 曲线。
如果正常时发电机
向无限大系统输送
的功率为P0，则原 动机输出的机械功
率PT等于P0，假定 不计故障后调速器
的作用，即认为机 械功率保持为P0.
系统受到大扰动后发电机转子的运动情况
第八章 电力系统暂态稳定
汤奕
• 第一节 电力系统暂态稳定概述 • 第二节 简单系统的暂态稳定性 • 第三节 发电机组自动调节系统对暂态稳
定的影响
• 第四节 复杂电力系统的暂态稳定计算 • 第五节 提高暂态稳定性的措施
第一节 电力系统暂态稳定概述
• 暂态稳定：指电力系统在某个运行情况 下突然受到大的干扰后，能否经过暂态 过程达到新的稳态运行或者恢复到原来 的状态。
3）负荷 负荷选择恒定阻抗模型。
特点
• 1）描述网络的方程仍可用代数方程。 • 2）只计及正序分量的电磁功率公式都可
以继续应用。 • 3）暂态稳定研究的是电力系统受到大扰
动后的过程，故不能像研究静态稳定时 一样将状态方程线性化。 • 4）暂态过程中往往同时伴随系统结构的 变化。
第二节 简单系统的暂态稳定性
2）忽略故障后网络中的非周期分量电流；
• 原因：一方面非周期分量电流衰减较快； 另一方面，非周期分量电流产生的磁场 在空间不动，它和转子绕组电流产生的 磁场相互作用将产生以同步频率交变、 平均值接近于零的制动转矩。此转矩对 发电机的机电暂态过程影响不大，可以 略去不计。
3）当故障为不对称故障时，忽略发电机 定子回路负序电流和零序电流的影响。
• 大扰动：相对于小扰动而言的，一般指 短路故障、突然断开线路或发电机等。
暂态稳定和系统原来的运行方式和干扰的方式有关
分析暂稳： 1）首先必须结合系统的实际情况定出系统 的初始运行方式；
2）确定系统所受的扰动方式，《电力系统 安全稳定导则》；
电力系统受到大扰动后，由于在扰动后的不同时 间里系统各部分的反应不同，在分析大扰动后的 暂态过程时分为三个时间阶段：
发电机电动势和无限大系统之间的联系电抗变为：
x (xd xT1)(x2LxT2)(xd xT1)x(x2LxT2)
这个电抗总是大于正常运行时的电抗，如果是三
相短路，则 x 为零，联系电抗为无限大，即三相
短路截断了发电机和系统间的联系。
故障情况下发电机输出的功率为：
P
EU x
sin
三相短路时发电机输出功率为零
短路故障后，线路继电保护装置将迅速地断开故 障线路两端的断路器，这时发电机电动势与无限 大系统间的联系电抗如图所示：
G
T1
L
T2
U
x x d x T 1xLx T 2
发电机输出的功率为：
P
EU x
sin
系统受到大扰动后发电机转子的运动情况
PE
P0 PT
eP
ak
d
c
b
P f
h
g
P
0 k c
• 2.1、物理过程 • 如图所示一简单系统，
G
T1
L
T2
U
jxd
jxຫໍສະໝຸດ Baidu 1
jxl
E
jxT 2 U
jxl
x1xd xT1x2LxT2
发电机发出的电磁功率可表达为：
P
EU x
sin
假设在一回输电线始端发生不对称短路
G
T1
L
T2
U
jxd
jxT 1
jxl
E
jxl
jx
jxT 2 U
jxd
jxT 1
jxl
（1）起始阶段。指故障后约1s内的时间段。在这期间 系统中的保护和自动装置有一系列的动作，例如切除故 障线路和重新合闸、切除发电机等。但是在这个时间段 中发电机的调节系统还来不及起到明显的作用。
（2）中间阶段。在起始阶段后，大约持续5s左右。在此 期间发电机组的调节系统已发挥作用。
（3）后电期力阶系段统。暂在态故稳障定后性几只分涉钟及时前间两内个。阶这段时中热电力设备 中的过程力将系影统响的到动电态力行系为统的暂态过程。
1）发电机
发电机的等值电动势和电抗为 E 和 x d 。
由于发电机阻尼绕组中自由直流电流衰减很 快，可以不计阻尼绕组的作用。根据励磁回 路磁链守恒原理，在故障瞬间暂态电动势E q 是不变的，故障瞬间以后 E q 逐渐衰减，但由 于励磁调节器的存在，可近似认为 E q 在暂态 过程中一直保持常数。实用计算中由于E 和 E q 在数值上差别不大，因而假定 E 在暂态过程