電力系統(tǒng)穩(wěn)定性分析與計(jì)算_畢業(yè)設(shè)計(jì)-資料下載頁

【導(dǎo)讀】第一節(jié)簡單的電力系統(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定性……………………朝著“大機(jī)組、超高壓、大電網(wǎng)”的方向發(fā)展。在當(dāng)今電力作為推動(dòng)社會(huì)飛速發(fā)展的。主動(dòng)力時(shí)代，電力網(wǎng)是否穩(wěn)定對社會(huì)的生產(chǎn)、生活、發(fā)展起著決定性的影響。研究電力系統(tǒng)在各種條件下的穩(wěn)定性問題對社會(huì)的發(fā)展具有特別重要的意義。力行業(yè)的工作人員有著十分重要的意義。在分析電磁暫態(tài)過程時(shí)，曾假設(shè)旋轉(zhuǎn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速保。的影響及系統(tǒng)各種參數(shù)變化的過程。如果能夠，則認(rèn)為系。統(tǒng)在該運(yùn)行狀態(tài)下是穩(wěn)定的。反之，若系統(tǒng)不能回到原來的運(yùn)行。有一個(gè)穩(wěn)定值，而是隨時(shí)間不斷增大或振蕩，系統(tǒng)是不穩(wěn)定的。當(dāng)轉(zhuǎn)子維持同步轉(zhuǎn)速時(shí)，上述兩部分轉(zhuǎn)。減速，轉(zhuǎn)子就脫離了同步轉(zhuǎn)速。原動(dòng)機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩是由發(fā)電廠動(dòng)

　　

【正文】 1 ) 1 . 2 7 8 3 . 5 1 0 . 7 1 7 3 . 7 9 4KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ( 2 ) ( 1 ) ( 2 ) 3 0 . 2 4 8 3 . 7 9 4 3 4 . 0 4 2? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 如此計(jì)算如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 0 0 1 2 3 4 由上表可看出在 時(shí) ? 對應(yīng)的角度為 小于極限切除角 。 （ 2） .當(dāng)故障切除時(shí)間為 時(shí)計(jì)算 t?? 曲線 故障切除后 IIMP 突變?yōu)?IIIMP ,上表中 (3)P 突變?yōu)? ( 3 ) ( 3 )s i n 1 . 4 9 5 s i n 4 0 . 2 4 2 0 . 9 6 6IIIMPP ?? ? ? ? ( 3 ) 1 0 .9 6 6 0 .0 3 4P? ? ? ? (3)P? 的平均值為( 3 ) 0 .0 3 4 0 .6 3 7 0 .3 3 62P ?? ? ? ( 3 ) ( 2 ) ( 3 ) 7 .3 6 5KP??? ? ? ? ? ? ? ( 4 ) ( 3 ) ( 4 ) 4 0 . 2 4 2 7 . 3 6 5 4 7 . 6 0 7? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 42 如此計(jì)算下去如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 由上表可看出在 時(shí) ? 開始減小并小于 180 ，可判斷系統(tǒng)可回到穩(wěn)定狀 態(tài) 。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 43 ： 《 4》 發(fā)生一回路斷線故障 （ 1）用分段計(jì)算法計(jì)算搖擺曲線 取 t? = 則 K=2360JftT? =23 6 0 5 0 0 .0 5 3 .5 11 2 .8 1 8?? ? 剛短路時(shí) 0? 仍為 ，發(fā)電機(jī)輸出的功率降低為 (0)P = (0)sinP ?Ⅱ M =? = 即在第一個(gè)時(shí)間段開始時(shí)過剩功率從 0 變?yōu)? (0)P? = 0P (0)P == 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 44 所以經(jīng)第一個(gè)時(shí)間段后的角增量 為 (1)?? =0+ (0)02PK ?? =0+? = (1)? = + = 第一時(shí)段末，即第二時(shí)段開始時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率 (1)P? =1 (1)sinP ?Ⅱ M = sin = (2)?? = (1)?? +K (1)P? = +? = (2)? = + = 如此繼續(xù)計(jì)算下去 ,如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 0 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 45 10 11 12 13 14 由上表可看出在 ? 開始下降，此時(shí) ? 為 小于 180系統(tǒng)可以回到穩(wěn)定狀態(tài)，即在發(fā)生一回路斷線故障時(shí)不需要采取措施系統(tǒng)即可恢復(fù)穩(wěn)定。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 《 5》 在一回線路 1/3 處發(fā)生三相短 路。 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 46 （ 1） 取 t? = 則 223 6 0 3 6 0 5 0 0 . 0 5 3 . 5 11 2 . 8 2JftK T ? ? ?? ? ? 剛短路時(shí) 0? 仍為 ，發(fā)電機(jī)輸出的功率降低為 ? ? ( 0 )0 s i n 0 . 5 3 8 s i n 2 8 . 9 7 0 . 2 6 1MPP ??? ? ? ? ? 即在第一個(gè)時(shí)間段開始時(shí)過剩功率從 0 變?yōu)? ? ? ? ?000P P P? ? ? =1 = 所以經(jīng)第一個(gè)時(shí)間段后的角增量為 ? ? ? ?01 0 0 . 7 3 90 3 . 5 1 1 . 322PK? ??? ? ? ? ? ? ? (1)? = + = 第一時(shí)段末，即第二時(shí)段開始時(shí)發(fā)電機(jī)的輸出功率 ? ? ? ?011 s i n 1 0 . 5 3 8 s i n 3 0 . 2 7 0 . 7 2 9MP P P ??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 1 1 1 . 3 3 . 5 1 0 . 7 2 9 3 . 8 6KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?2 3 0 .2 7 3 .8 6 3 4 .1 3? ? ? ? ? ? ? 如此繼續(xù)計(jì)算下去 ,如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 0 0 1 2 3 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 47 4 5 6 7 8 9 由上表可看出在 該故障下若不在極限切除角 ? 對應(yīng)的時(shí)間 前切除故障，則發(fā)電機(jī)不能自行恢復(fù)到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。 （ 2）當(dāng) 故障在極限切除角 ? 對應(yīng)的時(shí)間切除， 計(jì)算 ? t 曲線 發(fā)電機(jī)的功率特性 突變?yōu)?PⅢ M ： 則 P? 前 =? =, P? 后 =? =。 其平均過剩功率為 ? ?5 0 .4 9 4 0 .4 0 7 0 .0 4 42P ???? ? ? ? ? ? ?6 5 5 1 0 . 6 8 3 . 5 1 0 . 0 4 4 1 0 . 8 3KP?? ? ? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ?6 5 6 7 0 . 2 1 0 . 8 3 8 1 . 0 3??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 第七 時(shí)段 開始時(shí)，發(fā)電機(jī)的過剩功率 為 ? ? ? ?066 s i n 1 1 . 4 9 5 s i n 8 1 . 0 3 0 . 4 7 7P P P ???? ? ? ? ? ? ? ?? ? ? ? ? ? ? ?7 6 6 1 0 . 8 3 3 . 5 1 0 . 4 7 7 9 . 1 6KP??? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 48 ? ? ? ? ? ?7 6 7 8 1 . 0 3 9 . 1 6 9 0 . 1 9? ? ?? ? ? ? ? ? ? ? ? 如此計(jì)算下去如下表所示 t(s) v ? () sin ()v? ()VP ()vP? ( 1)v??? () 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 49 從上表可看出在 s時(shí) ? 開始下降 ,此時(shí) ? 為 ? 小于 180? 系統(tǒng)可以回到穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài) 。 畫出 t?? 曲線如下圖所示： 第五章 故障條件下對繼電保護(hù)和自動(dòng)重合閘的要求 第一節(jié) 故障時(shí)對繼 電保護(hù)的要求 一、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的目的 電力系統(tǒng)繼電保護(hù)是指反應(yīng)電力系統(tǒng)中電氣設(shè)備發(fā)生故障或不正常運(yùn)行狀態(tài)而動(dòng)作與斷路器跳閘或發(fā)出信號的一種自動(dòng)裝電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 50 置。電力系統(tǒng)由于受到自然（如雷擊、風(fēng)災(zāi)等）、 人為 （如設(shè)備制造上的缺陷、誤操作等） 等因素的影響，會(huì)不可避免的發(fā)生各種形式的短路故障和異常運(yùn)行狀態(tài)。 電力系統(tǒng)的故障和異常運(yùn)行狀態(tài)如不及時(shí)處理或處理不當(dāng)，就可能在電力系統(tǒng)中引起故障，造成人員傷亡及設(shè)備損壞，使用戶停電、電能質(zhì)量下降到不能允許的程度。為防止事故發(fā)生，就必須在每一個(gè)電氣設(shè)備上裝設(shè)繼電保護(hù)裝置，根據(jù)故障和異常運(yùn)行情況，動(dòng)作于斷路器跳閘或發(fā)信號。 二、電力系統(tǒng)繼電保護(hù)的基本要求 根據(jù)繼電保護(hù)的任務(wù)和電力系統(tǒng)的運(yùn)行特點(diǎn)，對繼電保護(hù)裝置的基本要求應(yīng)滿足選擇性、速動(dòng)性、靈敏性、和可靠性。 這些要求之間，有的相輔相成、有的相互制約，需要對不同的使用條件分別進(jìn)行協(xié)調(diào)。 ：是對繼電保護(hù)最基本的性能要求，它又可分為可信賴性和安全性 二 個(gè)方面。可信賴性要求繼電保護(hù)在異常或故障情況下，能準(zhǔn)確地完成設(shè)計(jì)所要求的動(dòng)作；安全性要求繼電保護(hù)在非設(shè)計(jì)所要求動(dòng)作的所有情況下，能夠可靠地不動(dòng)作。 2. 選擇性：是指在對電網(wǎng)影 響可能最小的地方，實(shí)現(xiàn)斷路器的控制操作，以終止故障或電網(wǎng)事故的發(fā)展。如對電力設(shè)備的繼電保護(hù)，當(dāng)電力設(shè)備故障時(shí)，要求最靠近故障點(diǎn)的斷路器動(dòng)作斷電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 51 開電網(wǎng)的供電電源，即電力設(shè)備繼電保護(hù)的選擇性。選擇性除了決定于繼電保護(hù)裝置本身的性能外，還要求滿足從電源算起，愈靠近故障點(diǎn)，其繼電保護(hù)裝置的故障啟動(dòng)值愈小，動(dòng)作時(shí)間愈短；而對振蕩解列裝置，則要求當(dāng)電網(wǎng)失去同步穩(wěn)定性時(shí)，其所動(dòng)作的斷路器斷開點(diǎn)，在解列后兩側(cè)電網(wǎng)可以各自安全地同步運(yùn)行，從而終止振蕩等。 ：是指繼電保護(hù)應(yīng)以允許的可能最快的速度動(dòng)作于斷路器跳閘 ，以斷開故障或終止異常狀態(tài)的發(fā)展。繼電保護(hù)快速動(dòng)作可以減輕故障元件的損壞程度，提高線路故障后自動(dòng)重合閘的成功率，并特別有利于故障后的電力系統(tǒng)同步運(yùn)行的穩(wěn)定性。快速切除線路和母線的短路故障，是提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的最重要手段。 ：是指繼電保護(hù)對設(shè)計(jì)規(guī)定要求動(dòng)作的故障和異常狀態(tài)能夠可靠動(dòng)作的能力。故障時(shí)進(jìn)入裝置的故障量與給定的裝置啟動(dòng)值之比，為繼電保護(hù)的靈敏系數(shù)，它是考核繼電保護(hù)靈敏性的具體指標(biāo)，在一般的繼電保護(hù)設(shè)計(jì)與運(yùn)行規(guī)程中都有具體的規(guī)定要求。 繼電保護(hù)裝置時(shí)電力系統(tǒng)的重要組成部分，是保證 電力系統(tǒng)安全、可靠運(yùn)行的重要技術(shù)措施之一。 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 52 第 二 節(jié) 故障時(shí)對 自動(dòng)重合閘的 要求 一 、 自動(dòng)重合閘概述 在電力系統(tǒng)中 ,輸電線路 (特別是架空線路 )最容易發(fā)生故障。運(yùn)行經(jīng)驗(yàn)證明 ,架空線路的故障大多是暫時(shí)性的。例如，由于雷電過電壓引起的絕緣子表面的閃絡(luò)、大風(fēng)引起的短時(shí)碰線、通過鳥類的身體的放電以及樹枝等物掉落在導(dǎo)線上引起的短路等。當(dāng)故障線路被迅速斷開后，電弧熄滅 ,故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度重新恢復(fù)，這時(shí)，如果把斷開的線路斷路器重新合上，就能使輸電線路繼續(xù)供電。因此，稱這類故障為暫時(shí)性故障。此外，也還有永久性故障，例如，倒塔 桿、斷線、絕緣子擊穿或損壞等引起的故障，在故障線路被斷開以后，故障點(diǎn)的絕緣強(qiáng)度不能恢復(fù)，即故障仍然存在，這時(shí)即使再合上斷路器，輸電線路還要再次斷開 ,因而不能立即恢復(fù)正常供電。 由于輸電線路上發(fā)生的故障絕大多數(shù)是暫態(tài)性故障。因此，在線路被斷開以后再進(jìn)行一次重合閘 ,就有可能提高供電的可靠性。當(dāng)然，重新合上斷路器的工作可由運(yùn)行人員手動(dòng)操作進(jìn)行。但因停電時(shí)間過長，用戶的電動(dòng)機(jī)多數(shù)可能停轉(zhuǎn) ,效果就不顯著。為此，在電力系統(tǒng)中廣泛地采用自動(dòng)重合閘裝置（縮寫為 ARC） ,當(dāng)斷路器跳閘以后，它能夠自動(dòng)地將斷路器合閘。 在線路上 裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置以后，由于它不能判別是暫時(shí)性故障還是永久性故障，因此，重合閘后就有可能成功 (即恢復(fù)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 53 供電 )，也可能不成功。根據(jù)運(yùn)行資料統(tǒng)計(jì)，重合閘的成功率 (重合閘的成功數(shù)與總動(dòng)作數(shù)之比 )在 70%～ 90%之間，可見其成功率是相當(dāng)高的。 采用自動(dòng)重合閘的技術(shù)經(jīng)濟(jì)效果主要可以歸納如下 : （ 1）可以提高輸電線路供電的可靠性，減少線路的停電機(jī)會(huì)，特別是對于單側(cè)電源的單回線路尤為顯著。 （ 2）可以提高并列運(yùn)行的穩(wěn)定性 ,提高輸電線路容量。 （ 3）對由于斷路器本身機(jī)構(gòu)不良或繼電保護(hù)誤動(dòng)作而引起的誤跳閘，能起糾正作用。 對于 自動(dòng)重合閘的經(jīng)濟(jì)效益，應(yīng)該用無重合閘時(shí)，由于停電而造成的國民經(jīng)濟(jì)損失來衡量，自動(dòng)重合閘本身的投資很低，工作可靠，因而經(jīng)濟(jì)效益顯著，在電力系統(tǒng)中得到了廣泛的應(yīng)用。 （ 4）自動(dòng)重合閘與繼電保護(hù)相配合，在很多情況下可以加速故障的切除。 對于 1KV 及以上電壓的架空線路和電纜與架空的混合線路，有斷路器的一般都應(yīng)裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置，在用高壓熔斷器的線路上，可采用自動(dòng)重合熔斷器。此外，在供給地區(qū)負(fù)荷的電力變壓器上以及變電所的母線上，必要時(shí)也可以裝設(shè)自動(dòng)重合閘裝置。 但事物都是一分為二的 ,采用自動(dòng)重合閘裝置后，在重合于永久 性故障時(shí)，也會(huì)帶來以下不利后果： 電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性問題分析與計(jì)算 54 （ 1）使電力系統(tǒng)又一