電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定1第一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.1電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定概述

——暫態(tài)穩(wěn)定的概念電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)受到大干擾后，各同步發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過(guò)渡到新的或恢復(fù)到原來(lái)穩(wěn)態(tài)運(yùn)行狀態(tài)的能力。暫態(tài)穩(wěn)定研究的是電力系統(tǒng)在某一運(yùn)行狀態(tài)下受到較大干擾時(shí)的穩(wěn)定性問(wèn)題。大干擾：短路故障，突然斷開(kāi)線路、變壓器或發(fā)電機(jī)，大量負(fù)荷的切除或投入等。系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性不僅與系統(tǒng)在擾動(dòng)前的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，而且與擾動(dòng)的類型、地點(diǎn)及持續(xù)時(shí)間均有關(guān)。2第二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.1電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定概述

——暫態(tài)過(guò)程的幾個(gè)階段1)起始階段：故障后約1s內(nèi)考慮保護(hù)動(dòng)作：切除故障線路、重合閘、切機(jī)

2)中間階段：起始階段后5s內(nèi)

3)后期：中間階段以后的時(shí)間大干擾后，不同的時(shí)間里電力系統(tǒng)各部分的反應(yīng)不同，分3個(gè)不同階段來(lái)分析大擾動(dòng)后的暫態(tài)穩(wěn)定性：鍋爐、電容器、電抗器、變壓器、自動(dòng)切負(fù)荷裝置動(dòng)作調(diào)速器來(lái)不及動(dòng)作發(fā)電機(jī)組的調(diào)節(jié)系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)揮作用3第三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.1電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定概述

——暫態(tài)穩(wěn)定分析的簡(jiǎn)化模型2)不計(jì)調(diào)速器的作用：1)發(fā)電機(jī)模型3)負(fù)荷為恒定阻抗進(jìn)一步假定恒定。發(fā)電機(jī)的等值模型：安裝AER：4第四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2簡(jiǎn)單系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性8.2.1物理過(guò)程分析8.2.2等面積定則8.2.3

發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的求解5第五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.1物理過(guò)程分析

——正常運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功率特性正常運(yùn)行圖8-1(a)正常運(yùn)行方式及其等值電路(8-1)(8-2)6第六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.1物理過(guò)程分析

——故障時(shí)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功率特性圖8-1(b)故障情況及其等值電路星三角變換短路附加電抗Page129三相短路時(shí)：(8-3)(8-4)7第七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.1物理過(guò)程分析

——故障切除后的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功率特性

圖8-1(c)故障切除后及其等值電路(8-5)(8-6)8第八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一各時(shí)段電磁功率曲線PTP0δPIPIIPIII一般(8-6)(8-4)(8-2)擾動(dòng)前穩(wěn)態(tài)短路階段故障切除后9第九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.1物理過(guò)程分析

——暫態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)的功率特性與運(yùn)動(dòng)軌跡（及時(shí)切除故障）a-b-c-d-e-f-e-k-振蕩圖8-2圖8-3振蕩過(guò)程10第十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.1物理過(guò)程分析

——暫態(tài)過(guò)程中系統(tǒng)的功率特性與運(yùn)動(dòng)軌跡（切除故障過(guò)晚）圖8-4圖8-5失步過(guò)程11第十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一結(jié)論由上分析可知：系統(tǒng)是否具有暫態(tài)穩(wěn)定性，不僅與系統(tǒng)在擾動(dòng)前的運(yùn)行狀態(tài)有關(guān)，而且與擾動(dòng)的類型、地點(diǎn)及持續(xù)時(shí)間均有關(guān)。

t0tc正常狀態(tài)故障期間故障線路切除后tPIPIIPIII12第十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.2等面積定則等面積定則極限切除角極限切除時(shí)間13第十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一

加速過(guò)程：動(dòng)能增加量＝加速面積（8-7）

兩邊積分：加速過(guò)程中的動(dòng)能增加量與加速面積圖8-2（6-10）14第十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一同理，減速過(guò)程：

（8-8）減速過(guò)程中的動(dòng)能減少量與減速面積動(dòng)能減少量＝減速面積圖8-2

兩邊積分，可得：15第十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一因?yàn)椋?，等面積定則：加速面積Sabcd=減速面積Sdefg時(shí)，轉(zhuǎn)子恢復(fù)同步轉(zhuǎn)速，達(dá)到并開(kāi)始減小。（8-10）圖8-2

等面積定則16第十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一極限切除角：極限切除角PTabcdehδ0δhδcmP0δPIPIIPIII極限運(yùn)行角：hd暫態(tài)穩(wěn)定判據(jù)1：加速面積Sabcd<允許的減速面積Sdeh

17第十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一極限切除角的確定（8-11），則系統(tǒng)具有暫態(tài)穩(wěn)定性。否則，系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定，系統(tǒng)失去同步。暫態(tài)穩(wěn)定判據(jù)2：18第十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一例8-1，一簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)如下圖(同例6-2)，設(shè)某一回線路始端發(fā)生兩相短路接地，試計(jì)算能保持系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的極限切除角。Page209例8-1隱極機(jī)～GT1T2L360MVA18/242kVUs(%)=14360MVA220/121kVUs(%)=14圖8-719第十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一解：(1)選取基準(zhǔn)值，取SB=250MVA，UB(220)=209kV標(biāo)幺制參數(shù)的歸算20第二十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一故障前正常運(yùn)行的等值電路21第二十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一（b）零序（a）負(fù)序故障時(shí)的負(fù)序和零序等值電路故障時(shí)隱極機(jī)～GT1T2L圖8-722第二十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一故障時(shí)的正序等值電路（c）正序增廣網(wǎng)絡(luò)23第二十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一極限運(yùn)行角的計(jì)算（d）故障切除24第二十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一極限切除角的計(jì)算25第二十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一作業(yè)12結(jié)合系統(tǒng)的正常、故障及故障線路切除的三個(gè)狀態(tài)，繪制振蕩與失步過(guò)程的功率特性曲線，說(shuō)明運(yùn)行點(diǎn)的運(yùn)動(dòng)軌跡與變化趨勢(shì)。習(xí)題8-2-326第二十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一，則加速面積大于減速面積，失去同步。若，則加速面積小于允許的減速面積，系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定；若求出曲線可得極限切除時(shí)間后通過(guò)極限切除時(shí)間PTabcdehδ0δhδcmP0PIPIIPIII發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：（8-12）搖擺曲線27第二十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的求解

——已知，求解故障中，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：起始條件為：改進(jìn)歐拉法非線性微分方程組，難以求得解析表達(dá)式。曲線（8-12）極限切除時(shí)間

，則系統(tǒng)具有暫態(tài)穩(wěn)定性。否則，系統(tǒng)暫態(tài)不穩(wěn)定，系統(tǒng)失去同步。暫態(tài)穩(wěn)定判據(jù)3：28第二十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.2.3發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的求解

——未知，已知故障切除后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：起始條件為：改進(jìn)歐拉法非線性微分方程組：曲線穩(wěn)定判斷（8-13）

暫態(tài)穩(wěn)定判據(jù)4：當(dāng)達(dá)到后開(kāi)始減小，振蕩幅度越來(lái)越小，則系統(tǒng)能保持暫態(tài)穩(wěn)定；，系統(tǒng)不能保持暫態(tài)穩(wěn)定。

ct29第二十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一改進(jìn)歐拉法(8-14)h為0.01或0.05s30第三十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一改進(jìn)歐拉法的計(jì)算步驟(8-15)(8-16)(8-17)(8-18)31第三十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一改進(jìn)歐拉法的數(shù)學(xué)根據(jù)(8-19)(8-20)32第三十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一改進(jìn)歐拉法的數(shù)學(xué)根據(jù)(8-21)(8-21)(8-21)33第三十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一改進(jìn)歐拉法的數(shù)學(xué)根據(jù)(8-21)(8-22)(8-23)34第三十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的改進(jìn)歐拉法求解步驟(1)計(jì)算tn時(shí)和的斜率：(2)計(jì)算tn+1時(shí)和的初步估計(jì)值：(3)計(jì)算tn+1時(shí)和的斜率：(4)計(jì)算tn+1時(shí)和的校正值：35第三十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程的改進(jìn)歐拉法求解條件發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子運(yùn)動(dòng)方程為：t0已知，求：故障期間tPIPIIt0tc正常狀態(tài)故障期間故障線路切除后tPIPIIPIIIcmt已知，求：ct正常狀態(tài)cmt暫態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)失穩(wěn)δ

最終穩(wěn)態(tài)，暫態(tài)穩(wěn)定tc36第三十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.3發(fā)電機(jī)組自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響8.3.1自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響8.3.2計(jì)及自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)作用時(shí)的暫態(tài)穩(wěn)定分析37第三十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.3.1自動(dòng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的作用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響

38第三十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)的作用通常在暫態(tài)穩(wěn)定的初期，常假設(shè)原動(dòng)機(jī)的機(jī)械功率恒定。原因：

（1）調(diào)速系統(tǒng)各個(gè)環(huán)節(jié)的時(shí)間常數(shù)較大，慣性大，來(lái)不及反應(yīng)系統(tǒng)狀態(tài)的變化。

（2）調(diào)速系統(tǒng)有一定的失靈區(qū)(死區(qū))。汽輪機(jī)采用快關(guān)汽門措施，調(diào)節(jié)速度快，失靈區(qū)小，可及時(shí)調(diào)節(jié)原動(dòng)機(jī)的輸出功率，以提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。39第三十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一快關(guān)汽門措施的作用快關(guān)汽門措施的作用,提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。abcdehd′圖8-11g加速面積由Sabcd降為Sabcd’允許的減速面積由Sdeh增為Sd’eg40第四十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響近似考慮勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的作用，恒定，進(jìn)一步假定恒定，以簡(jiǎn)化發(fā)電機(jī)模型和電磁功率。在機(jī)電暫態(tài)過(guò)程中，若發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓下降較大，此時(shí)自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)將采取強(qiáng)行勵(lì)磁措施，從而抬高暫態(tài)電勢(shì)，此時(shí)利用暫態(tài)電勢(shì)恒定模型所得到的結(jié)果偏于保守。否則相反，即如果暫態(tài)電勢(shì)有所下降，則利用暫態(tài)電勢(shì)恒定模型所得到的穩(wěn)定條件并不能保證系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。41第四十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.3.2計(jì)及自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁系統(tǒng)作用時(shí)的暫態(tài)穩(wěn)定分析強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作和退出強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作時(shí)和退出后的系統(tǒng)狀態(tài)方程短路期間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)短路期間暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法的計(jì)算過(guò)程42第四十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作時(shí)和退出后的調(diào)節(jié)器模型當(dāng)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓由于系統(tǒng)發(fā)生短路而大幅度下降時(shí)，采用強(qiáng)行勵(lì)磁，則調(diào)節(jié)器模型為：(8-24)(8-32)短路切除后，發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓上升到一定值，或者強(qiáng)行勵(lì)磁運(yùn)行達(dá)到時(shí)間限制后，強(qiáng)行勵(lì)磁將退出，則調(diào)節(jié)器模型為：發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組暫態(tài)過(guò)程：(8-25)(6-34)(6-47)43第四十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作和退出過(guò)程示意圖44第四十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作時(shí)和退出后的系統(tǒng)狀態(tài)方程(8-26)(8-25)(8-24)(8-32)tt0正常強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作(8-24)~(8-26)故障期間強(qiáng)勵(lì)退出(8-25)，(8-26)，(8-32)tC故障線路切除PIPIIPIII變化無(wú)法畫(huà)出無(wú)法用等面積定則求無(wú)法由求已知，求ct判斷暫態(tài)穩(wěn)定45第四十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一短路期間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)發(fā)電機(jī)的等值模型：圖8-12（d）46第四十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一用狀態(tài)變量推導(dǎo)出和(8-27)(8-27)47第四十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一(8-28)(8-29)(8-29)(8-30)(8-31)(8-28)用狀態(tài)變量推導(dǎo)出和48第四十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一暫態(tài)過(guò)程中的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)與系統(tǒng)狀態(tài)49第四十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法計(jì)算步驟(8-28)(8-29)50第五十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一短路期間暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法計(jì)算過(guò)程(8-24)(8-26)51第五十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一短路期間暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法計(jì)算過(guò)程(8-16)52第五十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一短路期間暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法計(jì)算過(guò)程(8-28)(8-29)53第五十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一短路期間暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法計(jì)算過(guò)程54第五十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一短路期間暫態(tài)穩(wěn)定分析的改進(jìn)歐拉法計(jì)算過(guò)程(8-18)755第五十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)勵(lì)作用時(shí)的暫態(tài)穩(wěn)定數(shù)值計(jì)算過(guò)程總結(jié)56第五十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一強(qiáng)行勵(lì)磁作用的效果提高強(qiáng)行勵(lì)磁的速度（減小Tff），增大強(qiáng)行勵(lì)磁的倍數(shù)k（Eqem=k*Eqe0），可提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。即使快速提高勵(lì)磁電壓以及空載強(qiáng)制電勢(shì)，但由于發(fā)電機(jī)勵(lì)磁繞組時(shí)間常數(shù)T’d0相當(dāng)大，因此強(qiáng)勵(lì)動(dòng)作后空載電勢(shì)和暫態(tài)電勢(shì)的增長(zhǎng)仍然較慢。當(dāng)強(qiáng)行勵(lì)磁速度不快，倍數(shù)不大時(shí)，暫態(tài)電勢(shì)幾乎沒(méi)有增長(zhǎng)，相當(dāng)于暫態(tài)電勢(shì)為常數(shù)。這就是暫態(tài)過(guò)程中假設(shè)E’q或者E’為常數(shù)的原因。強(qiáng)行勵(lì)磁操作以后，若故障切除后發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓升高到強(qiáng)勵(lì)推出工作電壓，則必須退出強(qiáng)行勵(lì)磁，此后，強(qiáng)制空載電勢(shì)將按指數(shù)規(guī)律衰減至初始值。57第五十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.4復(fù)雜電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定計(jì)算58第五十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一復(fù)雜電力系統(tǒng)的狀態(tài)方程……第1臺(tái)發(fā)電機(jī)第n臺(tái)發(fā)電機(jī)不考慮AER模型，即(6-29)考慮AER模型，即59第五十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)電機(jī)的E’恒定模型與負(fù)荷的恒阻抗模型發(fā)電機(jī)作電壓源：發(fā)電機(jī)采用E’恒定的功角近似模型，可以用電壓源或者電流源表示，不需要引入發(fā)電機(jī)的d、q軸電勢(shì)方程，不需要進(jìn)行坐標(biāo)變換，電磁功率的確定比較簡(jiǎn)單。60第六十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)電機(jī)的交軸暫態(tài)電勢(shì)E’q恒定模型特點(diǎn)，暫態(tài)電勢(shì)和功角是精確值，易于詳細(xì)考慮勵(lì)磁控制系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)影響。但必須引入發(fā)電機(jī)的d、q軸電勢(shì)方程，相應(yīng)需要進(jìn)行坐標(biāo)變換統(tǒng)一全網(wǎng)參考坐標(biāo)，由此使電磁功率的網(wǎng)絡(luò)方程計(jì)算更加復(fù)雜。發(fā)電機(jī)的dq軸電勢(shì)方程與負(fù)荷模型向量的dq軸與XY軸分量的坐標(biāo)變換公式發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的XY軸注入電流方程網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的XY軸注入電流方程發(fā)電機(jī)電磁功率的確定61第六十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)電機(jī)的dq軸電勢(shì)方程與負(fù)荷模型62第六十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一dq軸向量與其XY軸向量的坐標(biāo)變換公式63第六十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)電機(jī)節(jié)點(diǎn)的XY軸注入電流方程64第六十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的XY軸注入電流方程65第六十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)電機(jī)電磁功率的確定66第六十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.5提高暫態(tài)穩(wěn)定性的措施主要原理：減少擾動(dòng)后的功率差額

（一般為臨時(shí)措施，只在暫態(tài)過(guò)程中起作用）8.5.1故障的快速切除和自動(dòng)重合閘裝置8.5.2提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率8.5.3減小原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率8.5.4系統(tǒng)失去穩(wěn)定后的措施67第六十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.5.1故障的快速切除和自動(dòng)重合閘裝置快速切除故障的優(yōu)點(diǎn)及切除時(shí)間重合閘的應(yīng)用

重合閘的應(yīng)用原因及其動(dòng)作時(shí)間的限制

重合閘的類型與特點(diǎn)

重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定影響的物理過(guò)程分析68第六十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一快速切除故障的優(yōu)點(diǎn)及切除時(shí)間快速切除故障的優(yōu)點(diǎn)

（1）減小加速面積，增大減速面積；

（2）非故障線路中電動(dòng)機(jī)負(fù)荷端電壓回升，減小電動(dòng)機(jī)失速危險(xiǎn)。故障的切除時(shí)間

切除故障時(shí)間=繼電保護(hù)裝置動(dòng)作時(shí)間+斷路器動(dòng)作時(shí)間。目前能做到的故障切除時(shí)間：69第六十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一重合閘的應(yīng)用原因及其動(dòng)作時(shí)間的限制電力系統(tǒng)中瞬時(shí)性短路故障比例很大，重合閘成功率可達(dá)90%以上。因此，采用重合閘措施，可顯著提高系統(tǒng)的供電可靠性和暫態(tài)穩(wěn)定性。當(dāng)然，不成功的重合閘，則不利于系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。重合閘動(dòng)作越快對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定越有利。重合閘動(dòng)作時(shí)間受制于短路處的去游離時(shí)間。短路初瞬，短路大電流產(chǎn)生電弧，使氣體處于游（電）離狀態(tài)（虛短路）。外加電源時(shí)，將再度燃弧，形成短路，使重合不成功。電壓等級(jí)越高，短路電流越大，去游離時(shí)間越長(zhǎng)。70第七十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一重合閘對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定影響的物理過(guò)程分析PTP0δPIPIIPIIIabcdemfghnqlPTP0δPIPIIPIIIabcdemfghnql圖8-6重合閘成功重合閘后故障仍存在t0tc正常狀態(tài)故障期間故障切除tPIPIIPIIItR重合閘不成功tRc故障切除PIIPIIIt0tc正常狀態(tài)故障期間故障線路切除后tPIPIIPIIItR重合閘成功，正常狀態(tài)PIi71第七十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一重合閘的類型與特點(diǎn)（1）三相重合閘：?jiǎn)蜗?、兩相、三相故障都切三?/p>

（2）單相重合閘：?jiǎn)蜗喙收锨袉蜗?，兩相、三相故障切三相。～GT1T2L圖8-19(a)G超高壓輸電線路的短路故障大多數(shù)是單相接地故障。正常運(yùn)行一相接地一相切除72第七十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一三相重合閘和單相重合閘的對(duì)比t0tc正常狀態(tài)故障期間故障線路切除后tPIPIIPIIIPTPTtR重合閘成功，正常狀態(tài)PI圖8-19abcdeghabcdegh73第七十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一單相重合閘的特點(diǎn)當(dāng)發(fā)生單相故障時(shí)，單相重合閘能增大故障相線路切除到重合期間的傳輸功率，有利于系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。超高壓輸電線路，單相故障很多，宜采用單相重合閘。單相重合閘的去游離時(shí)間比三相重合閘的長(zhǎng)，因?yàn)榍谐幌嗪笃溆鄡上嗳蕴幵趲щ姞顟B(tài)，盡管故障電流被切斷了，但帶電的兩相仍將通過(guò)導(dǎo)線間的電容和電感耦合向故障點(diǎn)繼續(xù)提供電流（潛供電流），因此維持了電弧的燃燒，對(duì)去游離不利。74第七十四頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.5.2提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁措施電氣制動(dòng)

電氣制動(dòng)的定義及其原理接線圖

電氣制動(dòng)的物理過(guò)程分析

影響電氣制動(dòng)作用發(fā)揮的因素

過(guò)制動(dòng)的物理過(guò)程分析變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地75第七十五頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一發(fā)電機(jī)的強(qiáng)行勵(lì)磁措施76第七十六頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一電氣制動(dòng)的定義及其原理接線圖圖8-2077第七十七頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一電氣制動(dòng)的物理過(guò)程分析圖8-21無(wú)電氣制動(dòng)有電氣制動(dòng)kkf78第七十八頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一影響電氣制動(dòng)作用發(fā)揮的因素制動(dòng)電阻的大小及其投切時(shí)間對(duì)電氣制動(dòng)提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性作用的發(fā)揮非常重要。合適的制動(dòng)電阻和投切時(shí)間，則可顯著提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性。否則，存在欠制動(dòng)和過(guò)制動(dòng)。

欠制動(dòng)：制動(dòng)作用過(guò)小，發(fā)電機(jī)仍要失步。

過(guò)制動(dòng)：制動(dòng)作用過(guò)大，發(fā)電機(jī)雖在第一次振蕩中沒(méi)有失步，卻在切除故障和切除制動(dòng)電阻后的第二次振蕩中失步。79第七十九頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地

不對(duì)稱短路時(shí)，存在零序電流。故障期間，零序電流經(jīng)過(guò)變壓器中性點(diǎn)零序電阻時(shí)，將消耗有功功率，從而增大發(fā)電機(jī)在故障期間的電磁功率，減少功率缺額，提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。正常對(duì)稱運(yùn)行時(shí)，無(wú)零序電流，不影響系統(tǒng)運(yùn)行。同樣，接地電阻的選擇計(jì)算很重要。80第八十頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.5.3減小原動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率汽輪機(jī)，采用快速的自動(dòng)調(diào)速系統(tǒng)，快關(guān)汽門措施。水輪機(jī)，因水錘現(xiàn)象，不能快關(guān)進(jìn)水門。有時(shí)采用送端發(fā)電廠切除一臺(tái)發(fā)電機(jī)的方法，相當(dāng)于減小送端系統(tǒng)原動(dòng)機(jī)功率。但切機(jī)后，送端系統(tǒng)等值阻抗增大，等值電源的功率特性曲線下降。而且，切機(jī)后，系統(tǒng)備用減少，對(duì)系統(tǒng)穩(wěn)定性也是不利的。圖8-2381第八十一頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一8.5.4系統(tǒng)失去穩(wěn)定后的措施系統(tǒng)失去穩(wěn)定后的措施異步運(yùn)行時(shí)的問(wèn)題再同步的可能82第八十二頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一電力系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和運(yùn)行中盡管都采取了一系列提高穩(wěn)定性的措施，但是系統(tǒng)還是不可避免地會(huì)遇到?jīng)]有估計(jì)到的情況以致使系統(tǒng)喪失穩(wěn)定。因此必須了解系統(tǒng)失去穩(wěn)定后的現(xiàn)象并采取措施以減輕喪失穩(wěn)定所帶來(lái)的危害，迅速使得系統(tǒng)恢復(fù)同步運(yùn)行。設(shè)置解列點(diǎn)短期異步運(yùn)行和再同步的可能性系統(tǒng)失去穩(wěn)定后的措施83第八十三頁(yè)，共八十八頁(yè)，編輯于2023年，星期一設(shè)置解列點(diǎn)

如果所有提高穩(wěn)定的措施均不能保持系統(tǒng)的功角穩(wěn)定，可以有計(jì)劃地手動(dòng)或靠解列裝置自動(dòng)斷開(kāi)系統(tǒng)某些斷路器，將系統(tǒng)分解為幾個(gè)獨(dú)立部分，這些解列點(diǎn)是預(yù)先設(shè)置的。應(yīng)該盡量做到解列后的每個(gè)獨(dú)立部分的電源和負(fù)荷基本平衡，從