电力系统分析基础复习

以先求得短路点处的各序电流、电压分量，然后将各序分量分别在各序网中进行分配，求得待求电量的各序分量，然后进行合成。需要特别注意正序、负序分量经过Y，d接线的变压器时相位的变化。 28. ① 对简单电力系统，当0o<δ<90o，时，电力系统可保持静态稳定运行，在此范围内，dPeδ<180o时，电力系统不能保持静态稳定运行，在此范围内，dPe为:

/d? >0；而900<

/d?<0，由此得到电力系统静态稳定的实用判据

dPe/d??0

PM?EqU/xd

②发电机在一定的运行条件下可发出最大的功率，称为稳定功率极限：

③c点是发电机运行稳定与不稳定的临界点，实际运行时，要求发电机运行点与功率极限要有一定的距离，即保持有一定的稳定储备系数，以便系统有能力应付经常出现的一些干扰而不致丧失静态稳定。 29.静态稳定储备系数定义为kp?（PM?Pe）/Pe?100%

30. （概念）电力系统暂态稳定是研究电力系统受到大的扰动后经过一个暂态过程能否达到新的稳定运行状态或恢

复到原来的运行状态的能力。由大扰动引起的电力系统暂态过程是一个由电磁暂态过程和发电组转子机械运动暂态过程交织在一起的复杂过程。

31.（概念）负荷稳定性是电力系统中电压或频率微小变化时，负荷和电源的无功功率和有功功率能否保持平衡或恢复平衡。负荷稳定性和发电机组并列运行的稳定性密切相关，负荷稳定性的破坏会引起系统“电压崩溃”或“频率崩溃”，从而引起电力系统的瓦解。

32. （概念）静态频率特性是指频率缓慢变化或变化后进入稳态时，系统中有功功率随频率而变化的规律。

⑴ 电源的静态频率特性

电源的静态频率特性实际上也是原动机的静态频率特性，当不计频率二次调整时，电源静态频率特性如图7-8中1-2-3所示。当计及发电厂中一些重要厂用机械，如水泵、风机等的输出时，在较低频率范围内，电源有功功率随频率下降得更加迅速，如右图所示。 33.

34.TJ的物理意义

在电力系统稳定计算时，TJ 不易从手册中直接查到，当全系统的功率基准值选为SB ，发电机自身额定功率为SN时， TJ 的归算值

频率稳定的判据是

?Pd(PG?PL)??0 ?fdfTJ??TJ?SN/SB，一般汽轮发电机组的TJ为8~16s，水轮发电机

组的TJ为4~8s，同步调相机的TJ为2~4s。

TJ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。

35. （概念）小扰动法原理是根据李雅普诺夫稳定性理论，以线性化分析为基础的分析方法。当受扰动系统的线性化微分方程组的特征方程式根的实部皆为负值时，该系统是稳定的；当受扰动系统的线性化微分方程特征方程式的根实部有正值时，该系统是不稳定的。

36. （简答）应用小扰动法分析简单电力系统静态稳定的步骤 1、列出系统中描述各元件运动状态的微分方程组；

2、将以上非线性方程线性化处理，得到近似的线性微分方程组

3、根据近似方程式根的性质（根实部的正、负性或者零值）判断系统的稳定性。 37.根据状态方程系数矩阵的特征值判断系统的稳定性

⑴ 当

SE?qdPEd?q???0?0时，p1,2为一个正实根和一个负实根，发电机相对于无限大系统非周期性失去同步，

故系统是不稳定的。 ⑵ 当SEq?dPEd?q???0?0时，p1,2为一对虚根，理论上??、??作等幅振荡，系统同样不稳定。实际上，系统

中由于阻尼作用，??、??将作衰减的振荡，最后都稳定在初始值，系统恢复同步。

38.

阻尼作用对静态稳定的影响

总的阻尼功率可近似表示为PD?D????D?(???N)?D?d? dt计及阻尼功率后，发电机转子运动方程

?d?d(?0???)d???????N????dt?dtdt?写成矩阵形式为 ??S?d??d(?0???)?d?????N?PE??NE????ND????dtdtTJTJTJ?dtqq?d????0?dt???????NSEd??????TJ??dt???0?p?1qq???????ND???????????TJ?1其特征方程为

?NSETJ??ND?TJ?p?p?2?ND?TJp??NSETJq?0

解得

p1,2???ND?2TJ?(?ND?2TJq)2??NSETJD??0q 特征值 p具有负实部的条件为

SEq??dPE? ??0?d??q⑴ 当D?2?0，且D??4SETJ?N时， p1,2 为两个负实根，系统在受到小扰动后，发电机的状态变量δ和

ω将按指数函数规律衰减到初始值； ⑵ 当D?2?0，但D??4SETJ?N时， p1,2 为一对具有负实部的共轭复根，这时系统在受到小扰动后，发电

q机状态变量δ和ω将作衰减的振荡，最后稳定在初始值； ⑶ 当D??0时，特征方程式的根 p1,2至少有一个是正实数或两个都为具有正实部的共轭复根，无论 为何

值，系统都是不稳定的。

38.总之，装设自动励磁调节器使发电机的静态稳定性有了一定的提高。

39. （简答）减小元件电抗 1、减小发电机和变压器的电抗

2、减小线路电抗 直接减小线路电抗可用方法：⑴ 用电缆代替架空线；⑵ 釆用扩径导线或分裂导线。 3、提高线路的额定电压 4、釆用串联电容器补偿

5、改善系统的结构 ⑴ 增加输电线路的回路数，减小线路电抗。⑵ 加强线路两端各自系统的内部联系，减小系统等效电抗。

⑶ 在系统中间接入中间调相机或接入中间电力系统。 40故障切除后的运行方式PⅢ?E?Usin?一般情况下，以上三种运行方式下电抗之间有如下关系xⅡ?xⅢ?xⅠ xⅢPMⅢ?PMⅡ

则相应三种运行方式下，发电机输出的电磁功率之间的关系为PMⅠ?41.

等面积定则（定量计算）

1、发电机在加速期间，功角由?0移到?c时过剩转矩对转子所做的功为 Wa????Mad?????Pad????(PT?PⅡ)d?000?c?c?c 转子在加速期间所储藏的动能增量等于面积Sabcd，这块面积称为加速面积。 2、在减速期间，由?c??max过程中，转子克服制动转矩消耗的有功为Wb????maxc?Mad?????maxc (PT?PⅢ)d?转子在减速期间所消耗的动能等于面积Sdefg，这块面积称为减速面积。

一个暂态稳定的系统，发电机转子在加速过程中所获得的动能必须在减速过程中全部释放完，它的功角达到最大值

?max， 这就是等面积定则。Wa?Wb???(P Sabcd?Sedfg(PT?PⅡ)d???T?PⅢ)d??0?0c?c?max

既有

??(P0?cT?PmⅡsin?)d?????arccos?maxc (PmⅢsin??PT)d?42.

极限切除角?cmP0(?cr??0)?PmⅢcos?cr?PmⅡcos?0P 临界角?cr???arcsin0

PmⅢ?PmⅡPmⅢ 应用前述公式即可求极限切除角δcm。 显然，为了保持系统的暂态稳定性，必须在功角δ<δc.lim前切除短路

故障。如果切除角δ>δcm时，意味着加速面积大于减速面积，运行点会越过k ′点而使系统失去同步。

43.等面积定则只限于分析简单系统的暂态稳定性，当功角特性可在平面坐标上表示时，才可用等面积定则确定极限切除角。

44.发电机转子运动方程的数值解法

为了保持电力系统的暂态稳定性，需要知道必须在多长时间内切除短路故障，即极限切除角δc.lim 对应的极限切除时间tc.lim，这就需要找出发电机受到大干扰后，转子相对角δ随时间t变化的规律，即δ =?(t)曲线，此曲线称作摇摆曲线。

发电机转子运动方程是非线性的常微分方程，一般用数值计算方法求其近似解

数值计算方法:分段计算法和改进欧拉法。

45. （简答）提高系统暂态稳定性的措施 （1）快速切除短路故障 （2）釆用自动重合闸装置 （3）强行励磁

（4）快速减小原动机功率 （5）采用电气制动

（6）串联电容器的强行补偿 （7）变压器中性点以小电阻接地 （8）设置中间开关站