《电力系统暂态分析》课程教学大纲（第七章）

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1、第七章电力系统暂态稳定第一节概述暂态稳定是指电力系统在某个正常运行方式下，突然受到某种大的干扰后，经过一段暂态过程，所有发电机能否恢复到相同速度下运行，能恢复则称系统在这种运行方式下是暂态稳定的。暂态稳定与运行方式和扰动量有关。因此不能够泛泛地说电力系统是暂态稳定或不稳定的，只能说在某种运行方式和某种干扰下系统是暂态稳定或不稳定的。在某种运行方式下和某种扰动下是稳定的，在另一种运行方式和另一种扰动下可能就是不稳定的。所谓的运行方式，对系统而言，就是系统的负荷功率的大小，或发电功率的大小；对输电线路而言，就是输送功率的大小。功率越大，暂态稳定性问题越严重。所谓大干扰一般指短路故障

2、、切除大容量发电机、切除输变电设备、切除或投入大负荷。一般短路最为严重，多数情况研究短路故障干扰。短路故障扰动量的大小与短路地点、短路类型、短路切除时间有关。短路可能发生在输电线路上，也可能发生在母线或变压器上。一般发生在母线上较为严重。短路发生在输电线路上，一般靠近电源侧的较为严重。短路分为单和接地短路、两和短路、两相接地短路、三相短路。一般三相短路较为严重，次之两相接地短路，单相接地短路最轻。这里所说的短路是单重故障，如果有多种故障，一般多重故障较为严重。发生短路后，借助断路器断开，将故障的线路、或母线或变压器隔离，保证非故障部分继续运行。短路切除时间越短，对暂态稳定越有利

3、。短路切除时间包括继电保护装置和断路器动作的时间。装有自动重合闸的输电线路，被隔离的输电线路会重新投入运行，如果是瞬时性故障，重合就成功，电网恢复原有状态；如果是永久性故障，重合不成功，故障线路再次被隔离。重合成功对暂态稳定有利，重合不成功对暂态稳定更不利。一般用短路故障来检验系统是否暂态稳定。我国颁布的《电力系统安全稳定导则》规定：①发生单相接地故障时，要保证电力系统安全稳定运行，不允许失负荷;②发生三相短路故障时，要保证电力系统稳定运行，允许损失少量负荷；③发生严重故障时，系统可能失稳，允许损失负荷，但不允许系统瓦解和大面积停电，应尽快恢复正常运行。大扰动后的暂态过程大致分

4、为三阶段：(1)起始阶段：故障后1秒钟内，调节装置还来不及起作用。(2)中间阶段：大约5秒钟，调节装置起作用。(3)后期阶段：儿十秒〜儿分钟，热力设备动作过程也起作用。本课程主要介绍前两个阶段。暂态稳定分析的基本假设：(1)不计定子绕阻电磁暂态过程中的非周期分量电流。因为①衰减快；②非同期分量电流产生的磁场在空间不动，在转子绕组产生同步频率电流，其产生的平均功率接近于零。（2）不计零、负序电流产生的功率。因为负序电流产生的转矩很小，而零序电流不产生转矩。（3）不计网络电磁暂态过程,即网络方程用代数方程描述。（4）根据计算的不同要求，负荷、发电机可以采用不同模型。第二节简单电力系

5、统的暂态稳定以一典型实例引出简单电力系统暂态稳定的概念。发电机采用F、X：模型。U=const.一、物理过程分析1.正常运行方式图7-2正常运行方式的等值电路X严X；+X「+Xl/2+Xt2PE'U(7-1)(7-2)(7-3)2.故障时X它X

6、=X：+X•门X2=Xl/2+XT2qrw、、(b)图7-3故障时的等值电路及其化简电路⑻等值电路；(b)化简电路采用正序增广网络定则：求正序功率吋，在故障点接入一个附加电抗X-Xa由故障类型决定①三相短路：X、—X/2)+占(0)YV八》(2)八£(0)Y亠乂入》(2)丁八》(0)②两相短路：③单相接地短路:④两相短路接地:Y—A变

7、换它_Xnu图7-4星形一三角形变换PnXuF+X2+警eVsin/=/nMsin(VEfu(7-4)(7-5)(7-6)1.故障切除后E‘X：o——XtiXl图7-5故障切除后的等值电路=x：+x“+Xl+Xt2(7-7)PineVsin8=PmMsin》EV(7-8)(7-9)图7-6简单电力系统正常运行、故障和故障切除后的功角特性曲线正常运行在a点，故障时由aTb点、片•不变—P、＞Pe（Pn）T加速。cot6tTC点时故障切除，运行点由CTC点T片・＜耳（片［［）f减速。0）但仍大于0（）,所以〃继续增大Tf点时69=0）,由于片＜伦，加速度为负、CO.8-＞k点

8、加速度为0,但0）＜叫进一步减少Tk‘点、由于片〉代（片II）、加速度为正，cot、6tT最终返回k点稳定运行。而积abcda称为加速面积；面积dcfgd称为减速面积。切除时间越早，加速面积越小，越容易稳定；切除时间越长，加速面积越大，对稳定越不利；若运行点到力点仍不能使0=®,那么系统将失去稳定。为此，必有一个极限切除角心十使加速面积等于减速面积，这称为等面积定则。二、等面积定则(7-10)『（片-=（心-片）d5加速面积减速面积「（片-片时sinf（/"himsin》-片）d5cmJ®P