机电暂态稳定浅析-论文.pdf

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1、NO．26，2014(SerialNo321)电力技术交流机电暂态稳定浅析毛丽姝郭旗李芳(北方联合电力公司丰镇发电厂，内蒙古丰镇0121OO)摘要：发电机组的容量大幅度提升和电网电压等级的升高，电力系统的互联，超高压直流输电和新型电力电子控制装置的应用，这些新变化为合理利用能源、提高经济效益、保护环境起到非常重要的作用。因此，对系统的稳定J}生有更高的要求。电力系统的暂态稳定性，是指电力系统在正常运行状态下，突然受到某种较大的干扰后，能够过渡到一个新的稳定运行状态或者恢复到原来的运行状态的能力。

2、关键词：机电；暂态；稳定中图分类号：TM712文献标识码：A文章编号：1007—0079(2014)26—0127—02机电暂态是暂态过程之一，电力系统的暂态稳定是指系统在某种运行方式下突然受到大的扰动后，经过一个机电暂态过程达到新的稳定运行状态或回到原来的稳定状态，其暂态过程主要由于机械转矩和电磁转矩之间的不平衡引起的。机电暂态过程主要与电力系统受到各种扰动下系统的振荡、稳定性破坏、异步运行等有关，涉及功率、功率角、旋转电机的转速等。引起电力系统大扰动的原因主要有：负荷突然发生变化；切除或投入

3、系统的主要元件；发生短路故障。其中主要是短路故障的扰动最为严重，往往以此作为检验系统是否具有暂态稳定的d轴标准。电力系统稳定性是电力系统主要研究的问题之一，所谓(a)系统图(b)相量图稳定是指电力系统经受扰动后能继续保持向负荷正常供电的能图1简单系统及其相量图力，即承受扰动的能力，稳定总是与干扰相联系的。素。当转子的转速保持同步时，机械转矩和电磁转矩是平衡的。一、机电暂态理论过程分析当有扰动造成这两部分转矩不平衡时会导致转子加速或者减结合一个简单的电力系统的分析对机电暂态的概念进行简速，进而是转

4、子脱离同步转速。发电厂动力部分(如火电厂的锅要说明。图1(a)是由发电机、线路和无穷大系统组成的简单的炉和汽轮机)的运行状态决定了原动机的机械转矩，发电机及系统。图1(b)中实线部分表示的是系统正常运行时的相量图。其连接的电力系统中的运行状态决定了发电机的电磁转矩。当各个元件的电阻及线路导纳忽略不计，X=)(c+x》【假设发电有任何干扰造成转子上的转矩不平衡时都会导致转速发生变机的等值电动势E为常数并且发电机为隐极机。正常运行时，化。而往往在实际的电力运行中，这些干扰都是无法避免的，因发电机和无

5、限大系统相当于一个电压和频率为常数的无限大容此要求系统在受到干扰后，发电机组经过一段过程的运动变化量等值机，在此种情况下相量图中的E和【，的角速度是相等后仍能恢复同步运行，即角能够重新达到一个稳态值。若能满的。因此，E相之间的相角差在一定负荷范围内是常数，即足这一条件，系统就是稳定的，否则就是不稳定的。因此必须采各相量之间的关系保持不变。当系统正常运行时由发电机送出取相应的措施以保证系统的稳定。的电流和功率都是一定的，都与功角有一定的函数关系；然而二、机电暂态过程在实践中的控制此时系统中任意一点

6、的电压如相量图中所示的线路初始短的电在电厂实际中为防止机组出现暂态不稳定过程，常采用自比也是固定的，进而可以说明8就是这个系统的状态变量。如果动调节励磁装置对过程中出现的暂态过程加以控制，防止机组系统受到干扰导致发电机转速变大或减小，使发电机不再保持出现不稳定，如图2所示。当系统出现微小扰动时，机组机端电同步运行，则相量E的速度和u的旋转速度也不再保持一致，压发生变化，通过负反馈到调节系统，电压升高时输出减小，电此时和u间的相角差不再是常数。图1(b)中的虚线表示了压降低时输出增大。调节系统自动

7、调节，以维持系统正常运行。对的相对运动。显然，如果和—直不同步，即不断变发电机正常运行时，向系统供有功功率的同时还供给感性化，由相量图即可看出电流I和系统中一点电压的幅值将不断地无功功率，定子电流滞后于端电压一个角度，此种状态即迟相振荡，输送功率也是不断地振荡，以致系统不能正常工作。这种运行。当逐渐减少励磁电流使发电机从向系统供给无功功率而情况即称为系统功角不稳定。变为从系统中吸收感性无功功率，定子电流从滞后而变为超前作用在发电机转子上的转矩决定了它的转速，原动机的机发电机端电压一个角度，此种状

8、态即进相运行。发电机的进相械转矩和发电机的电磁转矩是作用在转子上转矩的两个主要因运行就是低励磁运行。收稿日期：2014—05—30基金项目：丰镇发电厂进相试验结果作者简介：毛丽姝(1968一)，女，内蒙古丰镇人，工程师；郭旗(1970一)，男，内蒙古丰镇人，工程师。l27呷回吨府毅名2014年第26期(总第321期)变。所以，发电机带恒定有功负载时的无功调节，有以下等量关系，即：Esin=常数Icos~=常数J／／。＼Jl3xd／／I。JhXdiI62xd~86213＼．／I1U图2自动调节励磁