電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定暫態(tài)穩(wěn)定實(shí)驗(yàn)報(bào)告

本文檔如對(duì)你有幫助，請(qǐng)幫助下載支持！本文檔如對(duì)你有幫助，請(qǐng)幫助下載支持！電力系統(tǒng)靜態(tài)、暫態(tài)穩(wěn)定試驗(yàn)報(bào)告一、試驗(yàn)?zāi)康牧私夂桶盐諏?duì)稱穩(wěn)定狀況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；通過(guò)試驗(yàn)加深對(duì)電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解通過(guò)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二、原理與說(shuō)明1所示：1.一次系統(tǒng)接線圖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相像，但也可以看成是一種具有特別參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過(guò)手動(dòng)來(lái)調(diào)整因此，它根本上符合“無(wú)窮大”母線的條件。為了進(jìn)展測(cè)量，試驗(yàn)臺(tái)設(shè)置了測(cè)量系統(tǒng)，以測(cè)量各種電量〔電流、電壓、功率、頻率〕為了測(cè)量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對(duì)位置角〔功率角，在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測(cè)角裝置。此外，臺(tái)上還設(shè)置了模擬短路故障等掌握設(shè)備。電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定問(wèn)題是指電力系統(tǒng)受到小干擾后壓值，并測(cè)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(wèn)題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動(dòng)之后定狀態(tài)，連續(xù)保持同步運(yùn)行的問(wèn)題。在各種擾動(dòng)中以短路故障的擾動(dòng)最為嚴(yán)峻。123正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P1＝〔Eo×Uo〕×sinδ/X1；短路運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功率特性為：P2＝〔Eo×Uo〕×sinδ/X2；故障切除發(fā)電機(jī)功率特性為：P3＝〔Eo×Uo〕×sinδ/X3；123系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角δc小于δmax，δmax可由等面積原則計(jì)算出來(lái)。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(shí)切除故障線路不同也使X3不同，δmax也不同，使對(duì)故障切除的時(shí)間要求也不同。同時(shí)，在故障發(fā)生時(shí)及故障切除通過(guò)強(qiáng)勵(lì)磁增加發(fā)電機(jī)的電勢(shì)，使發(fā)電機(jī)功率特性中Eo增加，使δmax增加，相應(yīng)故障切除的時(shí)間也可延長(zhǎng)；由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、試驗(yàn)工程與結(jié)果雙回路對(duì)稱運(yùn)行與單回路對(duì)稱運(yùn)行比較試驗(yàn)表中全部測(cè)量電壓均是線電壓?jiǎn)位芈冯p回路發(fā)電機(jī)電壓和原動(dòng)機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)〔輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差異等，觀看記錄線路首、末端的測(cè)量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值，計(jì)算、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)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(wú)功功率的方向〔依據(jù)沿線電壓大小比較推斷〕等。之后將原來(lái)的單回線路改成雙回路運(yùn)行，依據(jù)上述步驟再次進(jìn)展測(cè)量，將兩次試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)展比較，見下表中全部測(cè)量電壓均是線電壓?jiǎn)位芈冯p回路P(kW)Q(kVar)I(A)UF(V)UZ(V)U(V)U(V)△0.40.30.7536035033030300.60.41.37535534033025250.80.41.87535033533020201.00.3134032033010100.40.40.87535534533025250.60.41.035034033020200.80.41.535034033020201.00.41.7534533533015151.雙回路與單回路運(yùn)行試驗(yàn)結(jié)果短路類型對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響試驗(yàn)單回線運(yùn)行。短路的切除時(shí)間在微機(jī)保護(hù)裝置中設(shè)定，同時(shí)要設(shè)定重合閘是否投切。在手動(dòng)勵(lì)磁方式下通過(guò)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，測(cè)定不同對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響。將試驗(yàn)結(jié)果與理論分析結(jié)果進(jìn)展分析比較。Pmax為系統(tǒng)可以穩(wěn)定輸出的極限，留意觀看有功表的讀數(shù)，當(dāng)系統(tǒng)出于振蕩臨界狀態(tài)時(shí)，記錄有功表讀數(shù)YHB－Ⅲ型微機(jī)保護(hù)裝置讀出。短路切除時(shí)間t=0.5s 短路類型：?jiǎn)蜗嘟拥囟搪稱F1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(kW)最大短路電流〔A〕1111011.74.620101010.85.391101110.86.9801111116.932.單相接地短路短路切除時(shí)間t=0.5s 短路類型：兩相相間短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(kW)最大短路電流〔A〕1111011.26.04010101××110111××001111119.36表3.兩相相間短路短路切除時(shí)間t=0.5s 短路類型：兩相接地短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pma(xkW)最大短路電流〔A〕1111011.26.00010101××110111××0111111.29.124.兩相短路接地四、試驗(yàn)數(shù)據(jù)分析雙回路對(duì)稱運(yùn)行與單回路對(duì)稱運(yùn)行比較試驗(yàn)1中的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以看出以下的變化規(guī)律：在勵(lì)磁保持不變的狀況下，對(duì)同一回路，回路中的三相電流隨著發(fā)電機(jī)輸出功率的增加而增加。這是由于輸出功率的公式為P=UIcosφ，發(fā)電機(jī)增加出力時(shí)會(huì)有電流增加的現(xiàn)象。勵(lì)磁保持不變，對(duì)同一回路，當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出功率增大時(shí)機(jī)端電壓和開關(guān)站處的電機(jī)機(jī)端電壓與開關(guān)站母線電壓均會(huì)有所下降。傳輸有功功率為1.9kW，單回路運(yùn)行最大傳輸功率為1.2kW傳輸有功功率為1.9kW，單回路運(yùn)行最大傳輸功率為1.2kW可運(yùn)行的阻抗為。其中是發(fā)電機(jī)同步電抗，明顯單回路的運(yùn)運(yùn)行的阻抗為。其中是發(fā)電機(jī)同步電抗，明顯單回路的運(yùn)同樣是由于線路阻抗的不同，輸出一樣的功率時(shí)，單回路運(yùn)行首末端的電壓降落比雙回路運(yùn)行要大。短路類型對(duì)暫態(tài)穩(wěn)定的影響試驗(yàn)2、3、4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異一樣。單相接地時(shí)附加電抗為負(fù)序電抗和零序電抗之和；兩相短路時(shí)附加電抗為負(fù)序電抗；兩相接地短路時(shí)，附加電抗為負(fù)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(dòng)作，接著單相自動(dòng)重合閘裝置將會(huì)動(dòng)作，短路后，有肯定的可能性會(huì)通過(guò)單相自動(dòng)重合閘裝置恢復(fù)系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在現(xiàn)實(shí)系統(tǒng)中，單相接地是比較常見的故障，故障率高達(dá)70%。這類事故一般是由于線路與大地之間的空氣裝置可以幫助系統(tǒng)恢復(fù)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)，所以自動(dòng)重合閘裝置有利于提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性。QF3QF6QF4QF3處于合閘狀態(tài)，才有可能在短路故障發(fā)生并且QF6和QF43潰，此時(shí)存在暫穩(wěn)功率極限。提高暫穩(wěn)措施的原理機(jī)制：強(qiáng)行勵(lì)磁與自動(dòng)重合閘及變化，兩者失去平衡，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子將加速。故障切除后，發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子減速，假設(shè)加速面積等于減速面積，則系統(tǒng)保持了暫態(tài)穩(wěn)定。不得超過(guò)30s-40s，超過(guò)時(shí)間后發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的過(guò)勵(lì)限制器啟動(dòng)，把勵(lì)磁電流拉回額定值。所以在此段時(shí)間內(nèi)必需投入足夠的無(wú)功源進(jìn)展支撐，以保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。時(shí)肯定時(shí)間將自動(dòng)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。五、思考題靜態(tài)穩(wěn)定思考題答：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(jī)電勢(shì)、正常運(yùn)行時(shí)發(fā)電機(jī)功角。2.提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？1提高運(yùn)行電壓水平；改善電力系統(tǒng)的構(gòu)造；承受串聯(lián)電容器補(bǔ)償；承受自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)整裝置；承受直流輸電。何為電壓損耗、電壓降落？答：電壓損耗指的是輸電線路首末兩端電壓的數(shù)值差；可以看作與電壓損耗相等?！皟杀矸ā睖y(cè)量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？答：兩表法測(cè)量三相功率的示意圖如下〔圖：2.兩表法測(cè)量三相功率從上圖中看到功率表W1測(cè)量了AB線電壓，與AW2測(cè)量了BC線電壓，與C相線電流，兩個(gè)功率表測(cè)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(cè)出三相功率。暫態(tài)穩(wěn)定思考題1.不同短路狀態(tài)下對(duì)系統(tǒng)阻抗產(chǎn)生影響的機(jī)理是什么？阻抗，轉(zhuǎn)變了系統(tǒng)阻抗：以得到其附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗之和，即；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(duì)稱重量以得到其附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗之和，即；其附加電抗為負(fù)序電抗，即；兩相相間短路：以其附加電抗為負(fù)序電抗，即；附加電抗為負(fù)序電抗與零序電抗的并聯(lián)值，即。兩相短路接地：以BC兩相接地短路為例，其邊界條件為Ia=0、Ub=0、附加電抗為負(fù)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(huì)有所不同。2.提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施有哪些？答：提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施主要有一下幾種：快速切除故障；承受自動(dòng)重合閘；發(fā)電機(jī)快速?gòu)?qiáng)勵(lì)磁；發(fā)電機(jī)電氣制動(dòng)；變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地；快速關(guān)閉汽門；切發(fā)電機(jī)和切負(fù)荷；設(shè)置中間開關(guān)站；輸電線路強(qiáng)行串聯(lián)補(bǔ)償對(duì)失步處理的方法〔3中提到〕的理論依據(jù)是什么？鈕減小原動(dòng)機(jī)的輸入功率。其理論依據(jù)在于：機(jī)輸出與發(fā)電機(jī)輸出盡可能到達(dá)功率平衡，可以有效地減小失步引起的不利影響；如系統(tǒng)沒(méi)處于短路狀態(tài)，且線路有處于斷開狀態(tài)的，可并入該線路減小系統(tǒng)阻抗，緣由在于：減小系統(tǒng)阻抗，可以使原動(dòng)機(jī)所帶負(fù)荷削減，即其轉(zhuǎn)速相對(duì)降低，這樣，在發(fā)生短路故障時(shí)，原動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)的輸出功率不平衡程度也相對(duì)減輕一些；電機(jī)軸上的不平衡功率，使得原動(dòng)機(jī)功率可以快速敏捷地追蹤電磁功率的變化。