基于无功扰动同步电机电压崩溃过程分析

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1、22《电气开关》(2014．No．5)文章编号：1004—289X(2014)05—0022—03基于无功扰动的同步电机电压崩溃过程分析秦燕(广西电网公司崇左供电局，广西崇左532200)摘要：基于PSCAD仿真平台和相量图的理论分析，在同步发电机机端设置一定量的无功扰动，观察同步机机端电压、同步转速及功角的变化情况，得到了以下结论：一定量的感性无功扰动，可致使同步机机端电压下降及加速失步；一定量的容性无功扰动，可致使同步机机端电压升高及减速失步。并用相量图解释了所发生的现象。关键词：无功功率；电压崩

2、溃；功角失稳；PSCAD；相量图中图分类号：TM34文献标识码：BAnalysisofVoltageBreakdownProcedureofSynchromotorsBasedonReactivePowerTurbulenceQINYan(ChongzuoPowerSupplyBureau，GuangxiPowerGridCorporation，Chongzuo532200，China)Abstract：ThisarticleisbasedonPSCADsimulationplatformandpha

3、sordiagramofthetheoreticalanalysisofthesyn—ehronousgeneratorsetacertainamountofreactivepowerdisturbancepatterninourend，observationvoltageofthesyn—chronousmachinemachine，synchronousspeedandanglechanges，getthefollowingconclusion：acertainamountofdis—turban

4、ce，perceptualreactivepowercancausevoltageofthesynchronousmachinemachinedropsandacceleratethestep；disturbance，acertainamountofcapacitivereactivepowertothehighervoltageofthesynchronousmachinemachineandslowstep．Usingphasordiagramtoexplainwhathadhappened．Ke

5、ywords：reactivepower；voltagebreakdown；angleinstability；PSCAD；phasordiagrams传统的观念功角稳定归为发电机稳定问题、电压1引言稳定归为负荷稳定问题，而本文考虑的是同步电机的电力系统是一个复杂的大规模非线性动态系电压稳定问题，认为无功功率的变化是引起电压崩溃统，电力系统电压稳定性问题最早在20世纪4O年的本质，通过在发电机机端分别增加感性无功功率和代由马尔柯维奇提出J，长期以来，功角稳定问题备容性无功功率，观察发电机的电压、转速、功

6、角的变化受人们关注，而电压稳定问题则很少引起人们注意，直情况。到上个世纪70年代，随着电网规模的扩大，系统的电2感性负荷扰动下的影响压稳定问题Et趋严重，在世界范围内由于电压崩溃引起的大面积停电事故越来越频繁，电压稳定问题才逐所研究系统为一台发电机通过一条无损线路与无渐引起了人们的重视，但是相较于功角稳定，电压崩溃穷大系统相连，其单线图如图1所示。事实上，任何一问题的理论体系尚未完全建立，其产生机理尚有不同个电力系统，如果系统中大量负荷的供电是由远方发观点。因此，加强电压稳定性问题研究，深入分析电压电

7、机通过长距离输电网来提供的话，它就可以用图1失稳产生的机理和发展过程，提出有效防止电压失稳表示，因此采用该系统上的研究具有普遍意义。和电压崩溃的措施，具有重要的理论和现实意义。对图1所示的单机无穷大系统，开关K在3s时合上，模拟发电机机端感性无功功率突然增大，仿真时间基金项目：广西研究生教育创新计划资助项目(YCSZ2012026)设置为10s。《电气开关》(2014．No．5)23图1中的发电机(隐极机)的相量图如图2所示，致使原动机功率大于输出的电磁功率而使发电机加速为了简化问题，忽略了发电机的内

8、阻，发电机初始状态旋转。直轴分量为，较初始的分量，增大，说明直运行在内功率因数角介于0—"iT，定子电流的交轴电枢反应增强，其去磁作用增强，在一瞬间发电机的励磁来不及调节或因惯性调节不明显，发电机机端电轴分量为，，直轴分量为，a。压会降低。鉴于以上分析，用PSCAD仿真过程中设置发电机G系统励磁电压和原动机的输入不变，得到的仿真波形如图4所示图1感性无功功率突然增大●●246I，Eq(a)u一破形O000如0O加O000铷铷姗⋯⋯图2隐极机的简化相量图电