電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定實驗報告

123本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！123電力系統(tǒng)態(tài)、暫態(tài)穩(wěn)實驗報告1．了解和掌握對稱穩(wěn)定情況下輸電系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)與運行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；2．通過實驗加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解3．通過實際操作，從實驗中觀察到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和掌握正確處理的措施實驗用一次系統(tǒng)接線圖如圖1所：圖1.一系統(tǒng)接線圖實驗中采用直流電動機來模擬原動機動機輸出功率的大小通給定直流電動機的電樞電壓來調(diào)節(jié)實驗系統(tǒng)用準小型三相同步發(fā)電機來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機。發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動來調(diào)節(jié)以切換到臺上的微機勵磁調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)驗臺的輸電線路是用多個接成鏈型的電抗線圈來模擬電值滿足相似條件窮”母線就直用實驗室的交流電源，因為它是由實際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進行測量，實驗臺設(shè)置了測量系統(tǒng)，以測量各種電量（電流、電壓、功率、頻為了測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對位置角（功率角電機軸上裝設(shè)了閃光測角裝置。此外，臺上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到小干擾后電能否不失同步恢復(fù)到原來穩(wěn)定狀態(tài)的能力實中測量回路和雙回路運行時電不同出力情況下各節(jié)點的電壓值，并測出靜態(tài)穩(wěn)定極限數(shù)值記錄在表格中。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電機能否過渡到新的穩(wěn)定狀態(tài)，繼續(xù)保持同步運行的問題。在各種擾動中以短路故障的擾動最為嚴重。正常運行時發(fā)電機功率特性為P1＝×）×δ/X1；短路運行時發(fā)電機功率特性為P2＝×）×δ/X2；故障切除發(fā)電機功率特性為：P3＝×）×δ/X3；對這三個公式進行比較們可以知道決定功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關(guān)系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角c小δ，max可等面積原則計算出來。本實驗就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下，系統(tǒng)阻抗2不，同時切除故障線路不同使X3不同，δ也同，使對故障切除的時間要求也不同。同時，在故障發(fā)生時及故障切除通過強勵磁增加發(fā)電機的電勢，使發(fā)電機功率特性中Eo增，使δ增，相應(yīng)故障切除的時間也可延長；由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障較多發(fā)瞬間單相故障時用自動重合閘系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)這兩種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。雙路稱行單路稱行較驗

FZ本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！FZ原動機采用手動模擬方式開機磁采用手動勵磁方式然后啟機、建壓、并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電機電壓和原動機功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差別等察錄線路首、末端的測量表計值及線路開關(guān)站的電壓值，計算、分析、比較運行狀態(tài)不同時，運行參數(shù)變化的特點及數(shù)值范圍，例如電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電壓大小比較判斷）等。之后將原來的單回線路改成雙回路運行，按照上述步驟再次進行測量，將兩次實驗結(jié)果進行比較，見下表中所有測量電壓均是線電壓P(kW)Q(kVar)I(A)U(V)

U(V)

U(V)

△U(V)單回路雙回路

0.40.60.81.00.40.60.81.0

0.30.40.40.30.40.40.40.4

0.751.3751.87510.8751.01.51.75

360355350340355350350345

350340335320345340340335

330330330330330330330330

3025201025202015

3025201025202015表1.雙路與單回路運行實驗果短類對態(tài)定影實本實驗臺通過對操作臺上的短路選擇按鈕的組合可進行單相接地短路相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗定短路地點短路切除時間和系統(tǒng)運行條件在發(fā)電機經(jīng)雙回線與“無窮大網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行時，某一回線發(fā)生某種類型短路，經(jīng)一定時間切除故障成單回線運行。短路的切除時間在微機保護裝置中設(shè)定，同時要設(shè)定重合閘是否投切。在手動勵磁方式下通過調(diào)速器的增（減）速按鈕調(diào)節(jié)發(fā)電機向電網(wǎng)的出力，測定不同短路運行時能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時發(fā)電機所能輸出的最大功率行比較析不同故障類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響。將實驗結(jié)果與理論分析結(jié)果進行分析比較為統(tǒng)可以穩(wěn)定輸出的極限，注意觀察有功表的讀數(shù)，當系統(tǒng)出于振蕩臨界狀態(tài)時，記錄有功表讀數(shù)流讀數(shù)可以從YHBⅢ型微機保護裝置讀出。短切時

短類：相地路

(kW)1.70.80.8

最大短路電流（A）短切時

表2.單相接地短路短類：相間路

(kW)1.2××

最大短路電流（A）××

本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！1119.36表3.兩相相間短路短切時

短類：相地路

(kW)1.2××1.2

最大短路電流（A）××表4.兩相短路接地1．雙路稱行單路稱行較驗通過表1中實驗數(shù)據(jù)，可以看出以下的變化規(guī)律：（1）在勵磁保持不變的情況下對同一回路，回路中的三相電流隨著發(fā)電機輸出功率的增加而增加。這是因為輸出功率的公式為P=UIcosφ，發(fā)電機增加出力時會有電流增加的現(xiàn)象。（2）勵磁保持不變，對同一回，當發(fā)電機輸出功率增大時機端電壓和開關(guān)站處的電壓都會有所下降是為在發(fā)機的同步電抗與線路電抗的影響下電出力增加線路電流增加導(dǎo)同步電抗與路電抗上的壓降增加且由于勵磁保持不變發(fā)電機機端電壓與開關(guān)站母線電壓均會有所下降。（3）兩種回路運行方式進行比，可以發(fā)現(xiàn)送出相同的無功功率時，雙回路系統(tǒng)比單回路系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性更強發(fā)機勵磁繞組通入額定勵磁電流時回運行最大傳輸有功功率為1.9kW回運行最大傳輸功率為1.2kW率傳輸方程以解釋這個現(xiàn)象根據(jù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)圖可知回路運行的阻抗為

可雙路運行的阻抗為

。其中是電機同步電抗，顯然單回路的運2.

行阻抗要大于雙回路運行阻抗以雙回路運行可以傳輸更大的有功功率正情況下的靜穩(wěn)儲備系數(shù)更大。（4）同樣是由于線路阻抗的不，輸出相同的功率時，單回路運行首末端的電壓降落比雙回路運行要大。短類對態(tài)定影實表2中數(shù)據(jù)分別對應(yīng)單接地短路兩相相間短路兩相短路接地時的實驗結(jié)果不稱短路時根正序等定則相當于在正常等值電路中的短路點接入了一個附加阻抗改系統(tǒng)阻抗，影響系統(tǒng)出功率，使之與正常運行情況下的輸出有差別功發(fā)生改變進影響系統(tǒng)的穩(wěn)定由于不同短路情況下的附加電抗不一樣以影響也不一樣。單相接地時附加電抗為負序電抗和零序電抗之和；兩相短路時附加電抗為負序電抗；兩相接地短路時，附加電抗為負序電抗與零序電抗并聯(lián)值。在單相接地短路故障發(fā)生后，故障相斷路器動作，接著單相自動重合閘裝置將會動作，一旦短路故障消失單相重合閘置可以恢復(fù)線路正常供電以實際系統(tǒng)發(fā)生單相接地短路后，有一定的可能性會通過單相自動重合閘裝置恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。在現(xiàn)實系統(tǒng)中，單相接地是比較常見的故障，故障率高達70%這類事故一般是由于線路與大地之間的空氣

本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！絕緣被某些導(dǎo)體破壞于接路與大地的導(dǎo)體上會通有很大的電流以樣的導(dǎo)體往往會因為電流熱效應(yīng)而燒毀導(dǎo)燒毀后線與大地之間的絕緣恢復(fù)統(tǒng)的自動重合閘裝置可以幫助系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運行狀態(tài)，所以自動重合閘裝置有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。而在發(fā)生除單相接地以外的短路故障時相動重合閘裝置閉鎖要路器動作跳閘，那么跳閘的那一段線路會立即停電故排除后才能重新合閘恢復(fù)供電所在此次實驗中使用兩相相間短路和相接地短路進行測試時結(jié)果受到短路前運行方式的影響從驗結(jié)果來看當斷路器QF3分時一旦發(fā)生短路故障斷路器QF6和QF4會即跳開，發(fā)電機與無窮大系統(tǒng)間的聯(lián)系斷開統(tǒng)裂。只有在QF3處合閘狀態(tài)，才有可能在短路故障發(fā)生并且QF6和QF4跳開后電機通過第線路與無窮大系統(tǒng)相連統(tǒng)會崩潰，此時存在暫穩(wěn)功率極限。提暫措的理制強勵與動合系統(tǒng)發(fā)生短路故障時電輸?shù)碾姶殴β鼠E然降低原動機的機械輸出功率來不及變化，兩者失去平衡，發(fā)電機轉(zhuǎn)子將加速。故障切除后，發(fā)電機轉(zhuǎn)子減速，若加速面積等于減速面積，則系統(tǒng)保持了暫態(tài)穩(wěn)定。強行勵磁可以提高發(fā)電機的電勢加發(fā)電機輸出的無功功率增大減速面積維電壓水平而提高了系統(tǒng)的暫態(tài)定性強行勵磁的速度快故障發(fā)生后可以立即動作，對提升系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定有良好的效果是強勵運行的發(fā)電機為了防止轉(zhuǎn)子過熱作間不得超過30s-40s，超過間發(fā)電機勵磁系統(tǒng)的過勵限制器啟動，把勵磁電流拉回額定值。所以在此段時間內(nèi)必須投入足夠的無功源進行支撐，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。電力系統(tǒng)中的短路故障大多是由網(wǎng)絡(luò)放電造成的暫性的在切斷線路經(jīng)過一段電弧熄滅和空氣去游離的時間后故障便完全消除了時果把線路重新投入系統(tǒng)，它便能繼續(xù)正常工作所以采用動重合閘裝置微機保護裝置切除故障線路后經(jīng)過延時一定時間將自動重合原線路，從而恢復(fù)全相供電，即可提高故障切除后的功率特性曲線，增大了減速面積，即提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。靜穩(wěn)思題1.影簡系靜穩(wěn)性因是些答：由靜穩(wěn)系數(shù)

可以看出，影響系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的因素主要是：系統(tǒng)中各元件的電抗、系統(tǒng)電壓水平、發(fā)電機電勢、正常運行時發(fā)電機功角。2.提電系靜穩(wěn)有些施答各元件的電抗:小發(fā)電機和變壓器的電抗線電(采用分裂導(dǎo)線；（2）提高運行電壓水平；（3）改善電力系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)；（4）采用串聯(lián)電容器補償；（5）采用自動勵磁調(diào)節(jié)裝置；（6）采用直流輸電。3.何電損、壓落答：電壓損耗指的是輸電線路首末兩端電壓的數(shù)值差；電壓降落指的是輸電線路首末兩端電壓的相量差于電壓降落的橫分量較小以近似地認為電壓損耗等于電壓降落的縱向分量不慮電壓降落的橫分量時壓降落的幅值可以看作與電壓損耗相等。

本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！4.“表”量相率原是么它有么提件答：兩表法測量三相功率的示意圖如下（圖2圖2.兩法測量三相功率從上圖中看到功率表W1測了AB線電壓，與A線電流W2測量了BC線電壓，與C相線電流，兩個功率表測得數(shù)值之和為：在三相三線制系統(tǒng)中有：所以兩表功率之和可以改寫為：將三相三線制系統(tǒng)中的電流關(guān)系式代入功率式可得所以用兩表可以測出三相功率表測數(shù)值之和即為三相功率值是推導(dǎo)過程可知這方法只適用于三相三線制系統(tǒng)配電網(wǎng)中很難保證三相對稱以必須引入第四根線，組成三相四線制系統(tǒng)，在三相四線制系統(tǒng)中只能用三表法測出三相功率。暫穩(wěn)思題1.不短狀下系阻產(chǎn)影的理是么答不稱短路時根正序等定則相當于在正常等值電路中的短路點接入了一個附加阻抗，改變了系統(tǒng)阻抗：（1）單相接地短路：以A相路為例，由邊界條件Ua=0、Ib=0，將它們用對稱分量法分解得到各序分量之間表示邊界條件用復(fù)合序網(wǎng)或結(jié)合各序等效電路分析可以得到其附加電抗為負序電抗與零序電抗之和，即；（2）兩相相間短路：以BC兩間短路為例，其邊界條件為Ub=Uc、Ib+Ic=0、Ia=0，得到其附加電抗為負序電抗，即；（3）兩相短路接地：以兩相地短路為例，其邊界條件為Ia=0、，到其附加電抗為負序電抗與零序電抗的并聯(lián)值，即。由上面三條可知，附加電抗不同，短路后的短路電流也會有所不同。2.提電系暫穩(wěn)的施哪？答：提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施主要有一下幾種：（1）快速切除故障；（2）采用自動重合閘；（3）發(fā)電機快速強勵磁；（4）發(fā)電機電氣制動；（5）變壓器中性點經(jīng)小電阻接；（6）快速關(guān)閉汽門；（7）切發(fā)電機和切負荷；（8）設(shè)置中間開關(guān)站；（9）輸電線路強行串聯(lián)補償3.對步理方（意項3提到的論據(jù)什？答：對失步處理的方法如下：通過勵磁調(diào)節(jié)器增磁按鈕電機的電壓增大；如系統(tǒng)沒處于短路狀態(tài)且線路有處于斷開態(tài)的可入該線路減小系統(tǒng)阻抗通過調(diào)速器的減速按鈕減小原動機的輸入功率。其理論依據(jù)在于：（1）可通過勵磁調(diào)節(jié)器增磁鈕，使發(fā)電機的電壓增大于：系統(tǒng)發(fā)生短路故障時，發(fā)電機輸出的電磁功率驟然降低原動機的機械輸出功率來不及變化者去平衡發(fā)

本文檔如對你有幫助，請幫忙下載支持！電機轉(zhuǎn)子將加速而迅速增磁提發(fā)電機的電勢以增加發(fā)電機的輸出功率即可使原動機輸出與發(fā)電機輸出盡可能達到功率平衡，可以有效地減小失步引起的不利影響；（2）如統(tǒng)沒處于短路狀態(tài)，線路有處于斷開狀態(tài)的，可并入該線路減小統(tǒng)阻抗，原因在于：減小系統(tǒng)阻抗，可以使原動機所帶負荷減少，即其轉(zhuǎn)速相對降低，這樣，在發(fā)生短路故障時，原動機和發(fā)電機的輸出功率不平衡程度也相對減輕一些；（3）通過速器的減速按鈕減小原動機的輸入功率也可以作為減小故障影響為也相當于減少轉(zhuǎn)軸上的不平衡功率應(yīng)實際電力系統(tǒng)這種方法被稱為快關(guān)汽門實時監(jiān)測發(fā)電機軸上的不平衡功率，使得原動機功率可以快速靈活地追蹤電磁功率的變化。4.自重閘置系暫穩(wěn)的響什么答：電力網(wǎng)絡(luò)中的短路故障大多是由閃絡(luò)放電造成的，是暫時性的，在切斷故障線路一段電弧熄滅和空氣去游離的時間之后路障便完全消除了果這時把線