电力系统暂态稳定性

第十七章 电力系统暂态稳定性
2、基本假设 1）忽略发电机定子电流的非周期分量和它对应的转子电流的周期分量；
理由：a、定子非周期分量电流衰减时间常数很小。 b、定子非周期分量产生空间静止磁场，对转子整体相对运动影 响很小。
2）发生不对称短路时，不计零序和负序电流对转子运动的影响，
零序理由：a、△/Y→零序不过发电机。
sin
)d
0
c.lim
arc cos
P0 (cr
0 ) PmIII
PmIII
cos cr
PmII
PmII
cos 0
P
PmIII
d
临界角：cr
arc
sin
P0 PmIII
P 0
PmII
a
c
b
0
0
c.lim
PI
PIII PT
e
PII
cr
第十七章 电力系统暂态稳定性
5) 加速面积与减速面积的计算
3、近似计算中的简化
1） Eq 恒定
Td
秒数量级 强行励磁
Eq
恒定
3）PT恒定，不考虑原动机调速器的作用。
第十七章 电力系统暂态稳定性
§17.2 简单电力系统暂态稳定的分析计算
1、各种运行情况下的功率特性
E
X
' d
(a)
X T1
E
X
' d
(b)
X T1
XL
V X T 2
XL
XL
XT2
P
a
0
max C
1
(PT
PIII
)d
PmII
max C
(PT
PIII )d
（ 1）
b
0
0
减速面积：PT Pe PIII
减速面积 PI
d e
c
f
PIII
PT
S/
g
PII
c
max
cr
第十七章 电力系统暂态稳定性
3 等面积定则
2)加速面积与减速面积
当满足
Wa Wb
C 0
(PT
PII
)d
第十七章 电力系统暂态稳定性
第十七章 电力系统暂态稳定性
§17.1 引言及基本假设 1、引言
引起电力系统大的扰动的原因主要有一下几种： （1）负荷的突然变化，如投入或切除大容量的用户等; （2）切除或投入系统的主要元件，如发电机、变压器及 线路等； （3）发生短路故障。
其中短路故障的扰动最为严重，常以此作为检验系统 是否具有暂态稳定的条件。
a) 初始状态。
P
b) 过程划分及功率特性。 PmIII
d
c) 切除角度 C d) S加，S减 。 e) 判断。
P
a
0
PmII
c
b
0
0
c.lim
PI PIII PT
e
PII
cr
第十七章 电力系统暂态稳定性
§17.6 小结
1、基本概念： 1）基本假设和近似计算中的简化，为什么？ 2）等面积定则 3）极限均除角，极限切除时间
b、零序合成气隙磁场为0，对转子运动也没有影响。
负序理由：a、合成电枢反应磁场反向旋转→信频交变力矩→平均值接
近于0。
b、对瞬时值影响也很小。
正序等效定则和复合序网→ 故障点接入故障附加阻抗 z 。
z
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3）忽略暂定过程中发电机的附加损耗 4）不考虑频率变化对系统参数的影响
c,lim
P
PmIII
d
P
a
0
PmII
c
b
PI
PIII PT
e
PII
P
PmIII
d
P
a
0
PmII
c
b
0
0 (a)
cr
0
0
c.lim
PI
PIII PT
e
PII
cr
(b)
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4) 极限切除角与极限切除时间
c.lim
0
(P0
PmII
sin
)d
cr c.lim
(P0
PmIII
max C
(PT
PIII
)d
0
转子动能的增量为零，即短路后得到加速使其转速高于同步转速的
发电机重新恢复了同步。
上式也可以写成
Aabce Aedfg
即加速面积和减速面积大小相等，这就是等面积定则。
s max
(PT
PIII
)d
min s
(PT
PIII )d
0
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3)等面积定则：加速面积和减速面积相等 (a)最大可能减速面积≥加速面积， 稳定。 (b)最大可能减速面积＜加速面积，不稳定。 (c)加速面积=减速面积： max, min
子功能的变化量
W 2 Md 1
P
PmIII
2 1 Pd
1
( 转距角速度＝功率) P
0
2 1 1
(PT Pe )d
PmII
2 1
(PT
Pe )d
（ 1）
0
1
Pe
PT
2
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3 等面积定则
2)加速面积与减速面积
Wa
C 0
Mad
P
PmIII
d
C 0
1
Pad
( 转距角速度＝功率) 加速面积
XT2
b、X II
XI
(
X
' d
X
T
1)(
1 2
X
XL
XT2)
PI
EV XI
sin
PmI
sin PIIFra bibliotekEV X II
sin
PmII
sin
c、 X III
X
' d
XT1
XL
XT2
PIII
EV X III
sin
PmIII
sin
第十七章 电力系统暂态稳定性
2 大扰动后的定性分析
P0
as
P(0)
b
h
PI
d
f
PIII
S
PT
e
g
PI
c
( )
0 min 0 s c
max cr
稳定条件： 1）存在新的平衡点； 2）摇摆不超过不稳定平衡点 S /，
临界角 cr
t0 (t)
第十七章 电力系统暂态稳定性
3 等面积定则
1)功率特性曲线上，功角从 1 变化到 2时，PT与Pe之间的面积可以反映转
第十七章 电力系统暂态稳定性
第十七章 电力系统暂态稳定性
第十七章 电力系统暂态稳定性
重点：电力系统大扰动的原因 等面积定则的理解 极限切除角的概念
第十七章 电力系统暂态稳定性
第十七章 电力系统暂态稳定性
§17.1 引言及基本假设
1、引言
电力系统暂态稳定性问题定义：电力系统受到大的扰动 之后各同步电机（主要是同步发电机）是否能继续保持同 步运行的问题。
XL
XI
X
' d
XT1
1 2
XL
XT2
X II
XI
(
X
' d
X
T1)(
1 2
X
XL
XT2)
E
X
' d
(c)
X T1
XL
XT2 V
XL
X III
X
' d
XT1
XL
XT2
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§17.2 简单电力系统暂态稳定的分析计算
1、各种运行情况下的功率特性
a、
XI
X
' d
XT1
1 2
XL
P
a
e
0
C O
1
(PT
PII )d
PmII
c
C 0
(PT
PII
)d
（ 1）
b
0
0
c
加速面积：PT Pe PII
PI
f
PIII
PT
S/
g
PII
max
cr
第十七章 电力系统暂态稳定性
3 等面积定则
2)加速面积与减速面积
Wb
M d max
C
b
max C
1
Pbd
P
PmIII
( 转距角速度＝功率)