第11章作業(yè)答案電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性(已修訂)

1、第十一章 電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性11-1 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性是指電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行狀態(tài)下受到某種較大的干擾后，能夠過渡到一個新的穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)或恢復(fù)到原來運(yùn)行狀態(tài)的能力。11-2 等面積定則是基于能量守恒原理導(dǎo)出的，發(fā)電機(jī)受到大擾動后轉(zhuǎn)子將產(chǎn)生相對運(yùn)動，當(dāng)代表能量增量的加速面積與減速面積相等時，轉(zhuǎn)子的相對速度達(dá)到零值。保持暫態(tài)穩(wěn)定的條件為：最大可能的減速面積大于加速面積。11-3 根據(jù)等面積定則，最大可能的切除功角為極限切除角。從功角曲線上找到極限切除角對應(yīng)的時間極為極限切除時間。11-4 把暫態(tài)過程中功角變化計(jì)算出來并繪成曲線，這種曲線稱為發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺曲線。根據(jù)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺曲線可以判斷發(fā)電機(jī)

2、暫態(tài)穩(wěn)定性，如果功角隨時間不斷增大（單調(diào)變化），則系統(tǒng)在所給定的擾動下不能保持暫態(tài)穩(wěn)定；如果功角增大到某最大值后便開始減小，以后振蕩逐漸衰減，則系統(tǒng)是穩(wěn)定的。11-5 分段計(jì)算法把時間分成一個個小段（又稱計(jì)算步長），在每一個小短時間內(nèi)，把變加速度運(yùn)動近似地看成等加速度來計(jì)算功角的變化。 改進(jìn)歐拉法的算法為：對于一時間段，先計(jì)算時間段初變量的變化速度，得到時間段末變量的近似值，然后再計(jì)算時間段末變量的近似速度，最后，以時間段初的初始速度和時間段末的近似速度的平均值作為這個時間段的不變速度來求變量的增量，從而得到時間段末變量的修正量。11-6 在多發(fā)電機(jī)的復(fù)雜電力系統(tǒng)中，當(dāng)發(fā)生大擾動時，非發(fā)電機(jī)輸

3、出的電磁功率將按擾動后的網(wǎng)絡(luò)特性重新分配。這樣，有的發(fā)電機(jī)因電磁功率小于原動機(jī)功率而加速，有的則因電磁功率大于原動機(jī)功率而減速。至于哪些發(fā)電機(jī)加速，哪些發(fā)電機(jī)減速，則與網(wǎng)絡(luò)的接線、負(fù)荷的分布、各發(fā)電機(jī)與短路點(diǎn)的電器連接有關(guān)。11-7 提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施有： （1）快速切除故障和自動重合閘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。電力系統(tǒng)的故障特別是高壓輸電線路的故障大多是暫時的，采用自動重合閘裝置，重合閘的成功率很高，可以提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。（2）提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率發(fā)電機(jī)裝設(shè)強(qiáng)行勵磁裝置可以在發(fā)電機(jī)端電壓低于85%90%額定電壓時迅速而大幅度

4、的增加勵磁，從而提高發(fā)電機(jī)電動勢，增加發(fā)電機(jī)輸出的歷次功率，增加發(fā)電機(jī)并列運(yùn)行和負(fù)荷的暫態(tài)穩(wěn)定性。發(fā)電機(jī)采用電氣制動可以減少加速面積，是原來不能保證的暫態(tài)穩(wěn)定得到保證。變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地可以增加一項(xiàng)固有功率，使故障時的電磁功率增大，減小加速面積。（3）減小原動機(jī)輸出的機(jī)械功率減小原動機(jī)輸出的機(jī)械功率可以增大減速面積，增加系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。11-8 如題圖11-6所示 簡單電力系統(tǒng)，當(dāng)在輸電線路送端發(fā)生單相接地故障時，為保證系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定，試求其極限切除角。題圖11-6（正確題圖）核心提示：1） 根據(jù)給定的系統(tǒng)運(yùn)行條件，求系統(tǒng)正常運(yùn)行條件下的發(fā)電機(jī)內(nèi)電勢和功角；2） 根據(jù)短路點(diǎn)和短路類型，作正

5、序、負(fù)序和零序等值電路，計(jì)算短路時接入短路點(diǎn)的附加電抗，計(jì)算正常運(yùn)行、短路時、和短路切除后的轉(zhuǎn)移電抗，和發(fā)電機(jī)電磁功率；3） 根據(jù)等面積法則，計(jì)算極限切除角。解：1）選擇基值，參數(shù)計(jì)算取 已知線路中各序等值參數(shù)。作出系統(tǒng)各序等值電路如下所示：2） 計(jì)算系統(tǒng)正常運(yùn)行方式的和。此時系統(tǒng)總電抗為：發(fā)電機(jī)的暫態(tài)內(nèi)電勢和功角為：3）故障時的電磁功率特性。由圖的負(fù)序、零序網(wǎng)絡(luò)可得故障點(diǎn)的負(fù)序、零序等值電抗為所以，單相接地短路加在正序網(wǎng)絡(luò)故障點(diǎn)上的附加電抗為：于是，故障時等值電路如題圖（c）所示，故所以，故障時發(fā)電機(jī)最大電磁功率為：4）故障切除后的功率特性。故障切除后的等值電路如題圖（d）所示。此時，發(fā)電機(jī)的最大電磁功率為5）計(jì)算極限切除角為注意事項(xiàng)：1）