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,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,电力系统分析,第三篇 电力系统的机电暂态,第三篇 电力系统的机电暂态,本章提示,同步发电机组转子的运动方程；,简单电力系统的功角特性；,简单电力系统的功角特性；,自动调节励磁系统的作用；,网络参数和接线对发电机功角特性的影响。,第,12,章 电力系统稳定性概述,本章提示第12章 电力系统稳定性概述,研究重点,:,电力系统的稳定性,按系统承受,干扰的大小,静态稳定,暂态稳定,小干扰,大干扰,状态方程,可线性化,系统结构参,数发生改变,电源稳定性,负荷稳定性,同步发电机是否失步,异步电动机是否失速,停顿,12.1,概 述,研究重点:电力系统的稳定性按系统承受静态稳定暂态稳定小干扰大,12.2,同步,发电机组的转子运动方程,1.,用,机械角度和功率,表示的转子运动方程,12.2 同步发电机组的转子运动方程1.用机械角度和功率,2.,用,电角度,表示的转子运动方程,固定参考轴,转动参考轴,转子轴线,2.用电角度表示的转子运动方程固定参考轴转动参考轴转子轴线,3.T,J,的物理意义,当给发电机转子施加额定转矩后，其转子从静止状态达到额定转速所需的时间,。,3.TJ的物理意义 当给发电机转子施加额定转矩后，其转子从,简单电力系统,12.3,简单电力系统的功角特性,1.,隐极同步发电机,的功角特性,简单电力系统12.3 简单电力系统的功角特性1.隐极同,系统的,总电抗,定子绕组电压方程式,系统的总电抗 定子绕组电压方程式,隐极发电机的功角特性方程,当忽略系统中各元件的电阻和电导时，发电机的输出功率,P,与输送到无限大容量系统的功率,P,相等,隐极发电机的功角特性方程 当忽略系统中各元件的电阻和电导,隐极发电机的功角特性,隐极发电机的功角特性,2,.,凸极同步发电机,的功角特性,2.凸极同步发电机的功角特性,当,忽略,各元件电阻时,凸极同步发电机,的功角特性,基本电磁功率,附加电磁功率,(,磁阻功率,),当忽略各元件电阻时凸极同步发电机的功角特性基本电磁功率附加电,凸极发电机的功角特性,45,0,90,0,凸极发电机的功角特性450900,3.,用 、和 表示的功角特性（凸极发电机）,(1),用 表示的功角特性,3.用 、和 表示的功角特性（凸极发电机）,(2),用 、表示的功角特性,(2)用 、表示的功角特性,例 如图所示的简单电力系统，各元件的参数如下：,发电机,G,：,变压器,T,1,:,10.5/242KV,变压器,T,2,:,220/121KV,输电线,L:,L=200Km ,/Km,运行情况：无限大系统母线吸收的功率为,U=115KV,。,试计算当发电机保持 、和 为常数时，发电机的功角特性方程。,例 如图所示的简单电力系统，各元件的参数如下：发电机G：,解：,1,）求各元件参数,取基准值,选择线路侧为基本级，求各元件参数的标么值为,发电机,变压器：,解：1）求各元件参数取基准值 选择线路侧为基本级，求各元件参,线路,系统的综合电抗为,：,线路系统的综合电抗为：,2,）,计算正常运行时的 、和,运行参数的标么值为,由 得,=1,cos39.68,+1.369,0.794=1.857,2）计算正常运行时的 、和 运行参数的标么值为由,3,）功角特性方程,为常数时,为常数时,为常数时,3）功角特性方程为常数时 为常数时 为常数时,12.4,复杂电力系统的功角特性,两台无励磁调节器的隐极发电机,简化后的等值电路,12.4 复杂电力系统的功角特性两台无励磁调节器的隐极发电,根据迭加原理，将它分为两个等值电路：,根据迭加原理，将它分为两个等值电路：,电源 、输出的视在功率为：,电源 、输出的视在功率为：,同理,同理,当把,角用,90,代替时，上式可表示为,当把角用90代替时，上式可表示为,推广到由,n,台发电机组成的复杂电力系统中。假定,n,台发电机的电势分别为,，,则复杂电力系统中第,i,台发电机功角特性方程为,推广到由n台发电机组成的复杂电力系统中。假定n台发电机,复杂电力系统中发电机的功角特性方程式有以下特点：,系统内任一台发电机运行情况的变化（如电势,E,和功角,），都会影响系统其他发电机的运行状态。,第,i,台发电机的功角特性与（,n,1,）个发电机转子间的相对功角有关，发电机功角特性不再是二维平面中的概念，它是在多维空间中，因此也不能在,P-,坐标上直观地绘出发电机的功角特性，所以就不能由功角特性来确定其功率极限。,由于系统中节点电压的相位,对电源输出的无功功率,Q,影响大，所以我们重点研究的是发电机输出的有功功率性 ，它是电力系统稳定计算中一个重要公式。,复杂电力系统中发电机的功角特性方程式有以下特点：系统内任一台,二、,网络接线和参数对发电机功角特性的影响,1.,串联电阻对功角特性的影响,输送到无限大容量系统中的,功角特性为,隐极发电机的功角特性,二、网络接线和参数对发电机功角特性的影响1.串联电阻对功角特,串联电阻时的功角特性曲线,发电机的功率极限值增大了,系统的静态稳定略有提高,串联电阻时的功角特性曲线发电机的功率极限值增大了系统的静态稳,2,并联电阻对功角特性的影响,2并联电阻对功角特性的影响,输入阻抗,转移阻抗,输入阻抗 转移阻抗,并联电阻时的功角特性曲线,并联电阻时的功角特性曲线,3,并联电抗对功角特性的影响,3并联电抗对功角特性的影响,并联电抗后的功角特性,并联电抗后功率极限降低,并联电抗后的功角特性并联电抗后功率极限降低,12.5,同步发电机自动调节励磁系统,同步发电机励磁系统,励磁功率单元,励磁调节器,12.5 同步发电机自动调节励磁系统同步发电机励磁系统励磁,12.3,简单电力系统的功角特性,12.3 简单电力系统的功角特性,12.1,电力系统静态稳定的基本概态,等效电抗,12.1 电力系统静态稳定的基本概态等效电抗,系统的,功角特性,关系：,90,0,系统的功角特性关系：900,受扰动后,功率角随时间变化情况,受扰动后功率角随时间变化情况,不同点,:(1),当,090,时，,结论,:,共同点,:,a,b,两点对应的电磁功率相等,.,(2),当,90,0,180,时，,系统保持静态稳定运行,系统不能保持静态稳定运行,不同点:(1)当00,发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率,电力系统,静态稳定的实用判据,稳定功率极限,0 发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率电力系统静态稳,静态稳定储备系数,100%,发电机运行稳定,不稳定的,临界点,90,0,P,M,C,静态稳定储备系数100%发电机运行稳定,900,
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