性能稳定性分析

性能稳定性分析

1功角的具体含义。

电源电势的相角差，发电机q轴电势与无穷大系统电源电势之间的相角差。

电磁功率的大小与δ密切相关，故称δ为“功角”或“功率角”。电磁功率与功角的关系式被称为“功角特性”或“功率特性”。

功角δ除了表征系统的电磁关系之外，还表明了各发电机转子之间的相对空间位置。

2功角稳定及其分类。

电力系统稳态运行时，系统中所有同步发电机均同步运行，即功角δ是稳定值。系统在受到干扰后，如果发电机转子经过一段时间的运动变化后仍能恢复同步运行，即功角δ能达到一个稳定值，则系统就是功角稳定的，否则就是功角不稳定。

根据功角失稳的原因和发展过程，功角稳定可分为如下三类：

静态稳定（小干扰）

暂态稳定（大干扰）

动态稳定（长过程）

3电力系统静态稳定及其特点。

定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到小干扰后，不发生自发振荡或非周期性失步，自动恢复到原始运行状态的能力。如果能，则认为系统在该正常运行状态下是静态稳定的。不能，则系统是静态失稳的。

特点：静态稳定研究的是电力系统在某一运行状态下受到微小干扰时的稳定性问题。系统是否能够维持静态稳定主要与系统在扰动发生前的原始运行状态有关，而与小干扰的大小、类型和地点无关。

4电力系统暂态稳定及其特点。

定义：指电力系统在某一正常运行状态下受到大干扰后，各同步发电机保持同步运行并过渡到新的或恢复到原来的稳态运行状态的能力。通常指第一或第二振荡周期不失步。如果能，则认为系统在该正常运行状态下该扰动下是暂态稳定的。不能，则系统是暂态失稳的。

特点：研究的是电力系统在某一运行状态下受到较大干扰时的稳定性问题。系统的暂态稳定性不仅与系统在扰动前的运行状态有关，而且与扰动的类型、地点及持续时间均有关。

作业2

5发电机组惯性时间常数的物理意义及其与系统惯性时间常数的关系。

表示在发电机组转子上加额定转矩后，转子从停顿状态转到额定转速时所经过的时间。TJ=TJG*SGN/SB

6例题6-1 (P152) （补充知识：当发电机出口断路器断开后，转子做匀加速旋转。汽轮发电机极对数p=1。额定频率为50Hz。要求列写每个公式的来源和意义。）题目:已知一汽轮发电机的惯性时间常数Tj=10S,若运行在输出额定功率状态，在t=0时其出口处突然断开。试计算（不计调速器作用）

（1）经过多少时间其相对电角度（功角）δ=δ0+PAI.(δ0为断开钱的值）（2）在该时刻转子的转速。

解:（1）Tj=10S,三角M*=1,角加速度d2δ/dt2=三角M*W0/Tj=W0/10=31.4RAD/S2 δ=δ0+0.5dd2δ/dt2 所以PI=0.5*2PI*f/10t方 t=更号10/50=0.447

（2）t=0.447时，

OMG=OMG0+dOMG/dt*t=OMG0+d2δ/dt2*0.447=OMG0+OMG0/10*0.447=1.045OMG0=1 .045*2PIf=328.3rad/s N=1.045*3000=3135R/MIN

7.习题6.2.1已知一水轮发电机额定功率为300MW，额定功率因数为0.875，飞轮转矩GD2为70000t*M2转速为125R/MIN（1）计算TJ（2）若全系统基准功率SB=200MVA，TJ应该如何归算

解：TJG=2.74GD2*n方/1000SGN(SGN单位Kva）=2.74*70000*125方/1000*（300/0.875）*1000=8.74S

TJ=TJG*SGN/SB=8.74*（300/0.875）/200

8P156例题6-2

9习题6-202（凸机不要求）

10多机系统中发电机电磁功率的特点

答:图公式,

任一台发电机的功角特性，是它与其余所以发电机电势相角差的函数。在系统含有三台以上发电机的情况下，不能用曲线作出发电机的功角特性。

任一台发电机输出的电磁功率，都与所有发电机的电势及电势间的相角差有关，因此任一台发电机运行状态的变化，都要影响到其余发电机的运行状态。

11发电机稳态运行时，强制空载电势与空载电势的关系？

答:相等,Eqe=Eqe'+Td0'dEq'/dt

12自动调节励磁系统直接控制发电机励磁电压还是励磁机励磁电压？

答:励磁机励磁电压

13晶闸管调节励磁器的工作原理？

答:当发电机端电压(和定子电流)变化时,量测单元测得的电压信号与给定的电压相比较，得到的电压偏差信号经放大后，作用于移相触发单元，产生不同的相位触发脉冲，进而改变晶闸管导通角，使励磁机励磁绕组电压电流变化以达到调节发电机励磁绕组电压乃至发电机电压的目的。

14强行励磁动作与退出的原因是什么？

当发电机电压由于系统发生短路而大幅度下降时，采用强行励磁，即短接强励电

阻RC或者全部开通晶闸管导通角，此时uff立即跃变至最大值uffm。短路切除后发电机端电压上升到一定值，或者强行励磁运行达到时间限制后，为了系统安全，则强行励磁将退出工作，即相应恢复RC或者晶闸管导通角的控制，此时uff 将变为正常运行时的uff0

15无

16发电机和异步电动机的电磁转矩和机械转矩的作用有何不同？

发电机机械转矩助动电磁转矩制动。电动机相反

17异步电动机转子侧的电阻与转差的关系？

R=rs/s反比

18异步电动机的电磁转矩与电压的关系？

MEmax=U方/2（XS6+Xr6）正比U方

19异步电动机的电磁转矩-转差特性的具体特点是什么？

如图

S升高ME升高 IF S小于Scr .

S升高ME降低 IF S大于Scr.

ME=MEmax IFS=Scr

20综合负荷的静态电压特性一般如何表示？

忽略频率变化，综合负荷的静态电压特性为：

PD=apU2次方+bpU+Cp ap+bp+cp=1

QD=aqU2次方+bqU+Cq aq+bq+cq=1

21整步功率系数的定义及其与简单系统静态稳定的关系？

整步功率系数=dPE/dδ大于零系统稳定. 整步功率系数大小可以说明系统静态稳定的程度。整步功率系数值越小，静态稳定的程度越低。整步功率系数等于0，则是稳定与不稳定的分界点，即静态稳定极限点。在简单系统中静态稳定极限点所对应的功角就是功角特性的最大功率所对应的功角。

22静态稳定储备系数KP的概念，在电力系统实际运行中对KP的具体要求。

Kp=(PM-P0)/P0*100/100PM稳定极限点对应的功率PO某一运行情况下的输送功KP大于等于15-20%正常运行方式的静态稳定储备要求

KP大于等于10%事故后运行方式的静态稳定储备要求

23简单系统和电动机的静态稳定判据是什么？

整步功率系数=dPE/dδ大于零系统稳定

23小干扰法的基本原理是什么

对于一个非线性动力系统，1首先列写描述系统运动的非线性状态方程组；2然后利用泰勒级数对非线性状态方程组进行线性处理3再根据线性状态方程组系数矩阵的特征值判断系统的稳定性。

24例题7-125