電力系統(tǒng)暫態(tài)分析(第四版)考試重點(diǎn)總結(jié)匯編_第1頁
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文檔簡介

1、第一章電力系統(tǒng)故障分析的基礎(chǔ)知識1.(短路)故障電力系統(tǒng)中相與相之間或相與 地之間的非正常連接類型 橫向故障:短路故障;縱向故障:斷線故障危害(1)短路時,由于回路阻抗減小及突然短路時的暫態(tài)過程,使短路電流急劇增加(短路點(diǎn)距發(fā)電機(jī)電氣距離愈近,短路電流越大)(2)短路初期,電流瞬時值最大,將引起導(dǎo)體及絕緣的嚴(yán)重發(fā)熱甚至損壞;同時電氣設(shè)備的導(dǎo)體間將受到很大的電動力,可能引起導(dǎo)體或線圈變形以致?lián)p壞(3)引起電網(wǎng)電壓降低,靠近短路點(diǎn)處電壓下降最多,影響用戶用電設(shè)備的正常工作(4)改變電網(wǎng)結(jié)構(gòu),引起系統(tǒng)中功率分布的變化,從而導(dǎo)致發(fā)電機(jī)輸入輸出功率的不平 衡,可能引起并列運(yùn)行的發(fā)電機(jī)失去同步,破壞系統(tǒng)穩(wěn)

2、定,造成系統(tǒng)解列,引起大 面積停電(短路造成的最嚴(yán)重后果)(5)短路不平衡電流產(chǎn)生不平衡磁通,造成對通信系統(tǒng)的干擾2. 標(biāo)幺值的計(jì)算 P63. 無窮大功率電源電源的電壓和頻率保持恒定,內(nèi)阻抗為零三相短路電流分量(1)穩(wěn)態(tài)對稱交流分量(2)衰減直流分量(衰減時間常數(shù)Ta=L/R,空載條件下短 路角滿足八-'7.時,直流分量起始值最大)短路沖擊電流iM = Km Im,Km:沖擊系數(shù) Km=12短路電流最大有效值Km=1.8 時,Im =1.52Km=1.9 時,第二章同步發(fā)電機(jī)突然三相短路分析1. 三相短路電流分量定子側(cè):直流分量,(近似)兩倍基頻交流分量,基頻交流分量(兩個衰減時間常數(shù)

3、,暫態(tài)Td、次暫態(tài)Td)轉(zhuǎn)子側(cè):直流分量,基頻交流分量(暫態(tài)過程中,定子繞組中基頻交流分量和轉(zhuǎn)子中直流分量衰減時間常數(shù)相同,定子側(cè)直流分 量和轉(zhuǎn)子中基頻交流分量衰減時間常數(shù)相同)2. 分析中引入的物理量及其物理意義P27-P343. 基頻交流分量初始值的推導(dǎo)(1)空載P34(2)負(fù)載P414. Park變換交流量宀對稱直流分量將靜止的abc三相繞組中的物理量變換為旋轉(zhuǎn)的 dqO等值繞組中的物理量5. 空載短路電流表達(dá)式P68式(2-131)ia = y列列+列4弟 +B。)-列 U + 丄 VX cos。丄-丄,eTacoS2K60) Rx'dXd 丿Xd2 (X'd Xq 丿

4、2 fd Xq 丿6. 自動調(diào)節(jié)勵磁裝置對短路電流的影響自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的動作將會使短路電流的基頻交流分量增大,但由于勵磁電流的增加是 一個逐步的過程,因而短路電流基頻交流分量的初始值不會受到影響第三章電力系統(tǒng)三相短路電流的實(shí)用計(jì)算1. 簡單系統(tǒng)短路電流交流分量初始值計(jì)算P822. 計(jì)算機(jī)計(jì)算復(fù)雜系統(tǒng)短路電流交流分量初始值的原理及計(jì)算過程P953. 轉(zhuǎn)移阻抗 即消去中間節(jié)點(diǎn)后網(wǎng)形網(wǎng)絡(luò)中電源與短路點(diǎn)間的連接阻抗第四章 對稱分量法及電力系統(tǒng)元件的各序參數(shù)和等值電路1. 對稱分量法將三組不對稱電流唯一地分解成三組對稱的電流來處理正序(1):幅值相等,相位相差,a超前b負(fù)序(2):幅值相等,相位與正序

5、相反零序(0):幅值相位相同F(xiàn)a = Fa1 嚴(yán) Fa申戶 Faf )Fb =Fbg Fb(2 片 Fb© )Fc = Fcg 片 Fc(2 片 Fc )_FalFb1a21Fa(1)Fa 21 丄 Fa(0l|Fa(1 J1Fa(2 ) = _-3.Fa(0 "11Ja2a1a2Fa【a Fb1一Fc2.同步發(fā)電機(jī)負(fù)序電抗 量的比值x(2)發(fā)電機(jī)端點(diǎn)的負(fù)序電壓基頻分量與流入定子繞組的負(fù)序電流基頻分fflipr彳u x d十x q隱極機(jī)和有阻尼繞組的凸級機(jī) X2無阻尼繞組凸級機(jī)2X(2) = X dXq同步發(fā)電機(jī)零序電抗X(0)施加在發(fā)電機(jī)端點(diǎn)的零序電壓基頻分量與流入定子繞

6、組的零序電流基頻分量的比值x(0)= 0.150.6 x d(異步電動機(jī) x(2)” x,X(0)=:)3. 變壓器零序電抗 P1154. 輸電線路的零序阻抗計(jì)算P123 (離故障點(diǎn)越遠(yuǎn),負(fù)序零序電壓越小零序阻抗在計(jì)及架空地線影響后減?。?. 零序等效電路(熟練)第五章不對稱故障的分析計(jì)算1. 綜合序網(wǎng)圖推導(dǎo)2. 短路電壓電流關(guān)系(1)單相接地短路(f)P138(2)兩相短路(f)P141(3)兩相短路接地(f(1,1) P143 (式 5-29, 5-33 下方(2)(3)3. 非故障處電流電壓的計(jì)算P152 (例5-3,P150;例5-6,P163)第六章 電力系統(tǒng)穩(wěn)定性問題概述和各元件機(jī)

7、電特性1. 功角穩(wěn)定性(同步穩(wěn)定性)系統(tǒng)的一個穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式在受到干擾后,所有發(fā)電機(jī)組經(jīng)過一段過程的運(yùn)動變化后仍能恢復(fù)同步運(yùn)行,即機(jī)組轉(zhuǎn)子之間的電角度3能達(dá)到一個穩(wěn)態(tài)值分類:(1)靜態(tài)穩(wěn)定 電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生非周期性失步,自動恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力;(2)暫態(tài)穩(wěn)定電力系統(tǒng)受到大干擾后,各同步電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)到原來穩(wěn)態(tài)運(yùn)行方式的能力(3)動態(tài)穩(wěn)定 電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后,在自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下,保持長過程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力2. 同步發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程P174第七章電力系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性分析1. 小干擾穩(wěn)定電力系統(tǒng)受到任意小的干擾后,不發(fā)生自激振蕩或單調(diào)性失步

8、,自動恢復(fù)到原始運(yùn)行狀態(tài)的能力分為靜態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定兩種2. 簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)發(fā)電機(jī)輸出電磁功率Pe =UI cosnxd送(1)簡單系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)(導(dǎo)數(shù)稱為整步功率系數(shù),其大小可以說明發(fā)電機(jī)維持同步運(yùn)行的能力,即說 明靜態(tài)穩(wěn)定的程度)妃貝cos、.d'Xd '當(dāng)S小于90時,dPEd .為正值,在這個范圍內(nèi)發(fā)電機(jī)的運(yùn)行是穩(wěn)定的。發(fā)電機(jī)出力越大,3越接近90,其值愈小,穩(wěn)定的程度愈低。當(dāng)3等于90時,是穩(wěn)定與不穩(wěn)定的分界點(diǎn),稱為靜態(tài)穩(wěn)定極限。在簡單系統(tǒng)情況下,靜態(tài)穩(wěn)定極限所對應(yīng)的功角正好與最大功率或稱功 率極限的功角一致。(圖7-3, P230)Pm _ Po(2)小干

9、擾穩(wěn)定儲備系數(shù)(靜態(tài)穩(wěn)定儲備系數(shù))Kp*100%Pm:電磁功率極限Po正常運(yùn)行方式下,Kp應(yīng)不小于15%20%;事故后運(yùn)行方式下,Kp應(yīng)不小于10%3. 小干擾法分析簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定李雅普諾夫判斷原則(1)如果A的所有特征值都具有負(fù)實(shí)部,該平衡點(diǎn)是穩(wěn)定平衡點(diǎn);(2) 如果A具有正實(shí)部的特征值,則該平衡點(diǎn)是不穩(wěn)定平衡點(diǎn);(3) 如果A具有實(shí)部為零的特征值,則該平衡點(diǎn)的穩(wěn)定性不能由A確定,稱該平衡點(diǎn)為是臨界平衡點(diǎn)。振蕩頻率 f =丄巴SEq©|0|)(例7-1 , P213)2 二a Tj4. 多機(jī)系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性判據(jù)勞斯判據(jù)5. 自動勵磁調(diào)節(jié)系統(tǒng)對靜態(tài)穩(wěn)定的影響(圖7-12 , P230

10、)(1) 無勵磁調(diào)節(jié)時,系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定極限由$q =0確定,它與PEq的功率極限一致;(2) 當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有按某運(yùn)行參數(shù)偏移量調(diào)節(jié)的比例式調(diào)節(jié)器時,如果放大倍數(shù)選擇合適,可以大致保持Eq=Eq|0二常數(shù)。靜態(tài)穩(wěn)定極限由 SEq 0確定,它與PEq的功率極限一致;(3) 當(dāng)發(fā)電機(jī)裝有按兩個運(yùn)行參數(shù)偏移量調(diào)節(jié)的比例式調(diào)節(jié)器,如電流放大倍數(shù)合適,其穩(wěn)定極限同樣可與 Sq =0對應(yīng),同時電壓校正器也可使發(fā)電機(jī)端電壓大致保持恒定;(4) 在裝有PSS或強(qiáng)力式調(diào)節(jié)器情況下,系統(tǒng)穩(wěn)定極限運(yùn)行點(diǎn)可達(dá)的Pug最大功率,對應(yīng)Sjg=0。6. 提高系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的措施(發(fā)電機(jī)可能輸送的功率極限愈高則實(shí)際運(yùn)行的平衡點(diǎn)小

11、干擾穩(wěn)定性程度愈高。以單機(jī)對無限大系統(tǒng)的情形來看,減少發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)之間的聯(lián)系電抗就可以增加發(fā)電機(jī)的功率極限。從 物理意義上講,這就是加強(qiáng)發(fā)電機(jī)與無限大系統(tǒng)的電氣聯(lián)系。對于多機(jī)系統(tǒng),加強(qiáng)機(jī)組之間 的電氣聯(lián)系,即意味著縮短機(jī)組之間的電氣距離,也就是減小網(wǎng)絡(luò)中各元件的電抗)(1) 采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置相當(dāng)于縮短了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的電氣距離,從而提高了靜態(tài)穩(wěn)定性。(2) 減小元件的電抗a采用分裂導(dǎo)線擴(kuò)大了線路的等值半徑,因而降低了線路的等值電抗。(高壓輸電線路采用分裂導(dǎo)線的主要目的是為了避免輸電線路的電暈損耗,同時較小的線路阻抗,縮短了 機(jī)組之間和電源與負(fù)荷之間的電氣距離,客觀上有利于系統(tǒng)小干擾穩(wěn)定性的

12、提高)更多精品文檔b提咼線路額定電壓等級1Pij=UiUjsi輸送功率的極限與電壓的平方成正比,與線路XL電抗成反比。提高線路額定電壓等級相當(dāng)于減小了線路電抗。c采用串聯(lián)電容補(bǔ)償在較高電壓等級的輸電線路上裝設(shè)串聯(lián)電容以補(bǔ)償線路電抗,可以提高該線路傳輸功率的能力以及系統(tǒng)的穩(wěn)定性。(3) 采用緊湊式輸電方式第八章電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定J-" r 一 r " r n i r *匸 r j 一 一 j * r7 一 一 7 r 一 i1. 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定P243 指電力系統(tǒng)在某個運(yùn)行方式下突然受到大的干擾后經(jīng)過暫態(tài)過程達(dá)到新的穩(wěn)定運(yùn)行方式或者恢復(fù)到原來的運(yùn)行狀態(tài)正常運(yùn)行故障中故障切除后

13、2. 等面積定則求解故障極限切除角度(例8-1,P249)會畫負(fù)序零序等值電路,會求故障點(diǎn)負(fù)序零序等值阻抗、附加阻抗,會求發(fā)電機(jī)與無窮大系統(tǒng)之間的連接阻抗3. 發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動方程數(shù)值求解過程改進(jìn)歐拉法4. 發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的處理方法看作電壓源,電流源5. 能量函數(shù)IE* 亠 J "i.PIII PTd:二 Ec t_tc2恥給定故障切除時間tc,則由故障切除前的系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)值積分,得到(:.c,: .C ),求得Ec,如果Ec _ Ec max則系統(tǒng)穩(wěn)定;反之,如果 Ec Ec max,則系統(tǒng)不穩(wěn)定。6. 提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施首先考慮的是減少擾動后發(fā)電機(jī)功率差額的措施(1)故障的快速切除和自

14、動重合閘裝置的應(yīng)用a快速切除故障減小了加速面積,增加了減速面積,提高了發(fā)電機(jī)之間并列運(yùn)行的穩(wěn)定 性;另一方面,快速切除故障也可使負(fù)荷中的電動機(jī)端電壓迅速回升,減小了電動機(jī)失速的危險。b電力系統(tǒng)的故障,特別是高壓輸電線路的故障大多是短路故障,而這些短路故障,大 多數(shù)又是暫時性的,采用自動重合閘裝置,提高了供電的可靠性,簡單系統(tǒng)中重合閘 成功使減速面積增加。超高壓輸電線路中采用單相重合閘使加速面積大大減小。(2)提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率a對發(fā)電機(jī)進(jìn)行強(qiáng)行勵磁保證當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障而使發(fā)電機(jī)端電壓低于85%-90癥定電壓時迅速而大幅度地增加勵磁,從而提高發(fā)電機(jī)電動勢,增加發(fā)電機(jī)輸出的電磁 功率。b 電氣制動 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障后迅速地投入電阻而消耗發(fā)電機(jī)的有功功率(增大電磁 功率),從而減少功率差額c 變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地 變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地就是接地短路故障時的電 氣制動d 采用柔性輸電裝置 快速響應(yīng)特性(3) 減少原動機(jī)輸出的機(jī)械功率減少過剩功率7. 會畫加速面積、減

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