電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)

1、電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定試驗(yàn)一、試驗(yàn)?zāi)康耐ㄟ^試驗(yàn)加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解,使課堂理論教學(xué)與實(shí)踐結(jié)合，提高同學(xué)的感性生疏.同學(xué)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用數(shù)字式記憶示波器測出短路時短路電流的非周期重量波形圖，并進(jìn)行分析。二、原理與說明電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動之后，各發(fā)電機(jī)能否連續(xù)保持同步運(yùn)行的問題。在各種 擾動中以短路故障的擾動最為嚴(yán)峻。正常運(yùn)行時發(fā)電機(jī)功率特性為：P1（EoUo）sin1/X1; 短路運(yùn)行時發(fā)電機(jī)功率特性為:P2（EoUo）sin2/X2； 故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為： P3（EoUo）sin3/X3； 是切除故障角c 小于

2、max,max 可由等面積原則計(jì)算出來。本試驗(yàn)就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下,系統(tǒng)阻抗X2 不同，同時切除故障線路不同也使X3 不同，max 也不同,使對故障切除的時間要求也不同。Eo 增加,使max 增加， 使系統(tǒng)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。這二種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、試驗(yàn)項(xiàng)目與方法（一)短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響1短路類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響地短路和三相短路試驗(yàn)。時,某一回線發(fā)生某種類型短路,經(jīng)肯定時間切除故障成單回線運(yùn)行。短路的切除時間在微機(jī)愛護(hù)裝置中設(shè)定,同時要設(shè)定重合閘是否投切。（減的讀數(shù),當(dāng)系統(tǒng)出于振蕩臨界狀態(tài)時，記錄有功表讀數(shù)，最大電流讀數(shù)可以從YHB型微機(jī)愛護(hù)裝置讀出，具體

3、顯示為：GL三相過流值GAA相過流值GB-B相過流值GCC相過流值微機(jī)愛護(hù)裝置的整定值代碼如下：01： 過流愛護(hù)動作延遲時間02： 重合閘動作延遲時間03： 過電流整定值04: 過流愛護(hù)投切選擇05： 重合閘投切選擇另外，短路時間TD 由面板上“短路時間”繼電器整定，具體整定參數(shù)為表51。51整定值代碼整定值代碼0102030405整定值0。5(s）/5.00（A）OnOffTD1。0（s)微機(jī)愛護(hù)裝置的整定方法如下：按壓“畫面切換按鈕，當(dāng)數(shù)碼管顯示PA 時，按壓觸摸按鈕“” 或“輸入密碼,待密碼輸入后，按下按鍵“，假如輸入密碼正確,就會進(jìn)入整定值修改畫面。進(jìn)入整定值修 改畫面后，通過“先選

4、01 整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當(dāng)愛護(hù)時間（s)；通過“”“”選 03 ;通過“”“”選04 整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當(dāng)過電流愛護(hù)投切ON；通過“05 整定項(xiàng)目，再按壓觸摸按鈕“或“”選擇重合閘投切為OFF.（WDT綜合自動化試驗(yàn)臺使用說明書。)表5-2短路切除時間t=0.5s短路類型:單相接地短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W)最大短路電流(A)1111011。84.450101010。95.161101110。96。970111111。46。25(0：表示對應(yīng)線路開關(guān)斷開狀態(tài)1：表示對應(yīng)線路開關(guān)閉合狀態(tài)）QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pma

5、xQF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax（W)最大短路電流（A）1111011。25.890101011101110111111.38。74（二）爭辯提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施強(qiáng)行勵磁在微機(jī)勵磁方式下短路故障發(fā)生后，微機(jī)將自動投入強(qiáng)勵以提高發(fā)電機(jī)電勢。觀看它對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用。單相重合閘在電力系統(tǒng)的故障中大多數(shù)是送電線路（特殊是架空線路）的“瞬時性”故障，除此之外也有“永久性故障”.在電力系統(tǒng)中接受重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果，主要可歸納如下： 大提高供電牢靠性； 高電力系統(tǒng)并列運(yùn)行的穩(wěn)定性； 對繼電愛護(hù)誤動作而引起的誤跳閘,也能起到訂正的作用。對瞬時性故障,微機(jī)愛護(hù)裝置切除故障線路后，經(jīng)過延時肯定時

6、間將自動重合原線路，從而恢復(fù)全相供電 ,.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，觀看它對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用，觀看它對提高暫態(tài)穩(wěn)定的作用。其故障的切除時間在微機(jī)愛護(hù)裝置中進(jìn)行修改,同時要設(shè)定進(jìn)行重合閘投切，并設(shè)定其重合閘時間。其操作 05 整定項(xiàng)目時,按壓觸摸按鈕“”或“”選擇投合閘投切on02 整定項(xiàng)目時， 按壓觸摸按鈕“”或“”設(shè)定重合閘動作延時時間。瞬時故障時間由操作臺上的短路時間繼電器設(shè)定，當(dāng)瞬 合閘成功,.5-7整定值代碼0102030405TD愛護(hù)不動作0.21.55。00onon0。1重合閘0.21。55.00onon1.0永久故障0.21.55。00onon3。0(三

7、）異步運(yùn)行和再同步的爭辯在發(fā)電機(jī)穩(wěn)定異步運(yùn)行時，觀看并分析功率，發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)差,振蕩周期及各表的讀數(shù)變化的特點(diǎn).在不切除發(fā)電機(jī)的狀況下，爭辯調(diào)整原動機(jī)功率，調(diào)整發(fā)電機(jī)勵磁對振蕩周期,并牽入再同步。留意事項(xiàng)：在做單相重合閘試驗(yàn)時，進(jìn)行單相故障操作的時間應(yīng)當(dāng)在接觸器合閘 10 秒之后進(jìn)行，否則，在故障發(fā)生時會跳三相，微機(jī)愛護(hù)裝置會顯示“GL-”,且不會進(jìn)行重合閘操作。試驗(yàn)結(jié)束后，通過勵磁裝置使無功至零，通過調(diào)速器使有功至零，解列之后按下調(diào)速器的停機(jī)按鈕使,并斷開其他電源開關(guān)。對失步處理的方法如下:通過勵磁調(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

8、小系統(tǒng)阻抗；通過調(diào)速器的減速按鈕減小原動機(jī)的輸入功率。四、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析整理不同短路類型下獲得試驗(yàn)數(shù)據(jù), 和短路點(diǎn)對系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響.答：通過對比,我們可以看出同樣的短路故障切除時間在不同短路類型下對系統(tǒng) 穩(wěn)定性的影響不一樣， 不對稱短路時，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別，影響功角，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。單相接地時附加電抗為負(fù)序電抗和零序電抗之和，兩相短路時附加電抗 為負(fù)序電抗，兩相接地短路時附加電抗附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗并聯(lián)。通

9、過試驗(yàn)中觀看到的現(xiàn)象，說明二種提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施對系統(tǒng)穩(wěn)定性作用機(jī)理。答：系統(tǒng)發(fā)生短路故障時,發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率突然降低，而原動機(jī)的機(jī)械輸出功率來不及變化，兩者失去平衡，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子將加速。強(qiáng)行勵磁可以提高發(fā)電機(jī)的電勢，增加發(fā)電機(jī)的輸出功率，即可使原動機(jī)輸出與發(fā)電機(jī)輸出功率平衡，可 以有效地減小失步引起的不利影響.且強(qiáng)行勵磁的速度越快、強(qiáng)勵倍數(shù)越大，效果越好.電力系統(tǒng)中的短路故障大多是由網(wǎng)絡(luò)放電造成的，是臨時性的，在切斷線路經(jīng)過一段電弧熄滅和空氣去游 離的時間軸,短路故障便完全消退了.這時,假如再把線路重新投入系統(tǒng)，它便能連續(xù)正常工作。所以接受自動重合閘裝置，用微機(jī)愛護(hù)裝置切除故障線路后，經(jīng)過

10、延時肯定時間將自動重合原線路，從而恢復(fù)全相供電,即可提高了故障切除后的功率特性曲線,即提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。五、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？,單相接地短路：以 A 相短路為例，由邊界條件 Ua=0、Ib=0、Ic=0,將它們用對稱重量法分解，得到各序重量之間表示的邊界條件,接受復(fù)合序網(wǎng)或結(jié)合各序等效電路分析，便可以得到其附加電抗X=X2+X0;BC Ub=Uc、Ib+Ic=0、Ia=0,X=X2；兩相接地短路:BC Ia=0Ub=0、Uc=0，得到其附加電抗為X=X2/X0. 2提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施有哪些?答：（1）快速切除故障；接受自動重合閘；發(fā)電機(jī)快速強(qiáng)勵磁；發(fā)電機(jī)電氣制動；（5)變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；（6）快速關(guān)閉汽門； (7）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。對失步處理的方法（留意事項(xiàng)3 中提到）的理論依據(jù)是什么？答：轉(zhuǎn)變發(fā)電機(jī)的機(jī)端電壓或者系統(tǒng)阻抗，進(jìn)而轉(zhuǎn)變功角,來轉(zhuǎn)變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速； 直接調(diào)整原動機(jī)的輸入功率，轉(zhuǎn)變發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速，來調(diào)整輸出功率的頻率。自動重合閘裝置對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響是什么？答：自動重合閘裝置是答：自動重合閘裝置是將被非正常操作跳開的斷路器重新自動投入的一種自動裝置。線路接受自動重合閘裝置后，假如瞬時性故障時,愛護(hù)動作切除故障后，重合閘動作能夠成功，恢復(fù)線路的供