電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗

1、精選優(yōu)質文檔-傾情為你奉上電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定實驗 一、實驗目的1通過實驗加深對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定內(nèi)容的理解，使課堂理論教學與實踐結合，提高學生的感性認識。2學生通過實際操作，從實驗中觀察到系統(tǒng)失步現(xiàn)象和掌握正確處理的措施3用數(shù)字式記憶示波器測出短路時短路電流的非周期分量波形圖，并進行分析。二、實驗原理與說明 電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定問題是指電力系統(tǒng)受到較大的擾動之后，各發(fā)電機能否繼續(xù)保持同步運行的問題。在各種擾動中以短路故障的擾動最為嚴重。正常運行時發(fā)電機功率特性為：P1（Eo×Uo）×sin1/X1；短路運行時發(fā)電機功率特性為：P2（Eo×Uo）×sin2/X2；

2、故障切除發(fā)電機功率特性為： P3（Eo×Uo）×sin3/X3； 對這三個公式進行比較，我們可以知道決定功率特性發(fā)生變化與阻抗和功角特性有關。而系統(tǒng)保持穩(wěn)定條件是切除故障角c小于max，max可由等面積原則計算出來。本實驗就是基于此原理，由于不同短路狀態(tài)下，系統(tǒng)阻抗X2不同，同時切除故障線路不同也使X3不同，max也不同，使對故障切除的時間要求也不同。 同時，在故障發(fā)生時及故障切除通過強勵磁增加發(fā)電機的電勢，使發(fā)電機功率特性中Eo增加，使max增加，相應故障切除的時間也可延長；由于電力系統(tǒng)發(fā)生瞬間單相接地故障較多，發(fā)生瞬間單相故障時采用自動重合閘，使系統(tǒng)進入正常工作狀態(tài)。這

3、二種方法都有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。三、實驗項目與方法短路對電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響1短路類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響本實驗臺通過對操作臺上的短路選擇按鈕的組合可進行單相接地短路，兩相相間短路，兩相接地短路和三相短路試驗。固定短路地點，短路切除時間和系統(tǒng)運行條件，在發(fā)電機經(jīng)雙回線與“無窮大”電網(wǎng)聯(lián)網(wǎng)運行時，某一回線發(fā)生某種類型短路，經(jīng)一定時間切除故障成單回線運行。短路的切除時間在微機保護裝置中設定，同時要設定重合閘是否投切。在手動勵磁方式下通過調速器的增（減）速按鈕調節(jié)發(fā)電機向電網(wǎng)的出力，測定不同短路運行時能保持系統(tǒng)穩(wěn)定時發(fā)電機所能輸出的最大功率，并進行比較，分析不同故障類型對暫態(tài)穩(wěn)定的影響。將實驗結果與

4、理論分析結果進行分析比較。Pmax為系統(tǒng)可以穩(wěn)定輸出的極限，注意觀察有功表的讀數(shù)，當系統(tǒng)出于振蕩臨界狀態(tài)時，記錄有功表讀數(shù)，最大電流讀數(shù)可以從YHB型微機保護裝置讀出，具體顯示為：GL-´´´ 三相過流值GA-´´´ A相過流值GB-´´´ B相過流值GC-´´´ C相過流值微機保護裝置的整定值代碼如下： 01： 過流保護動作延遲時間 02： 重合閘動作延遲時間03： 過電流整定值 04： 過流保護投切選擇 05： 重合閘投切選擇 另外，短路時間TD由面板上“短路時間”繼電器

5、整定，具體整定參數(shù)為表5-1。表5-1整定值代碼0102030405TD整定值0.5(s)/5.00(A)OnOff1.0(s)微機保護裝置的整定方法如下：按壓“畫面切換”按鈕，當數(shù)碼管顯示PA 時，按壓觸摸按鈕“”或“”輸入密碼，待密碼輸入后，按下按鍵“”，如果輸入密碼正確，就會進入整定值修改畫面。進入整定值修改畫面后，通過“”“”先選01整定項目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當保護時間（s）；通過“”“”選03整定項目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當過電流保護值；通過“”“”選04整定項目，再按壓觸摸按鈕“”或“”選擇當過電流保護投切ON；通過“”“”選05整定項目，再按壓觸摸按鈕“”或“

6、”選擇重合閘投切為OFF。（詳細操作方法WDT綜合自動化試驗臺使用說明書。）表5-2 短路切除時間t=0.5s 短路類型：單相接地短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W) 最大短路電流（A） 11110120006.001010112003.12511011110003.301111118005.0 (0：表示對應線路開關斷開狀態(tài) 1：表示對應線路開關閉合狀態(tài))表5-3 短路切除時間t=0.5s 短路類型：兩相相間短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W) 最大短路電流（A） 11110114006.0101010108.4111011107.360111111400

7、10.1 表5-4 短路切除時間t=0.5s 短路類型：兩相接地短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W) 最大短路電流（A） 11110114008.901010105.7511011107.21011111140010.2 表5-5 短路切除時間t=0.5s 短路類型：三相短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(W) 最大短路電流（A） 11110114006.3301010105.3111011106.13011111140010.5四、實驗數(shù)據(jù)處理整理不同短路類型下獲得實驗數(shù)據(jù)，通過對比，對不同短路類型進行定性分析，詳細說明不同短路類型和短路點對系統(tǒng)的穩(wěn)定性的影響

8、。1、電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定是指電力系統(tǒng)在某一運行狀態(tài)下受大的擾動后能否繼續(xù)保持同步運行。如系統(tǒng)中任何兩臺發(fā)電機之間的功角差都不隨時間一直增大，則改系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定；否則，暫態(tài)不穩(wěn)定。2、通過不同短路類型數(shù)據(jù)的整理，我們發(fā)現(xiàn)，在相同切除時間下，單相短路，兩相短路，兩相接地短路的短路電流越來越大，對系統(tǒng)穩(wěn)定性的影響也越來越嚴重。通過實驗我們還發(fā)現(xiàn)，在相同短路類型條件下，不同短路點對系統(tǒng)的穩(wěn)定性不同，在實驗設備上，在QF5處短路的短路電流較小，在QF1， QF2處短路時的短路電流較大，說明該兩處短路時，對系統(tǒng)的穩(wěn)定性影響較大。3、根據(jù)不同短路類型下的極限功率測定結果，可知，單相接地短路對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響最小

9、，兩相相間短路次之，兩相接地短路再次之；通過短路點的最大短路電流亦可分析出上述結果。在相同的短路類型下，由實驗結果分析可知，短路點離發(fā)電機越遠，短路對系統(tǒng)穩(wěn)定性影響越小。五、實驗注意事項 1發(fā)電機不要工作在欠勵狀態(tài)，避免吸收系統(tǒng)無功，否則影響系統(tǒng)電壓穩(wěn)定；2. 實驗前要對系統(tǒng)進行各項檢查（如：表的狀態(tài)，開關的通斷情況等）；3當將發(fā)電機接入系統(tǒng)時，一定要按安全步驟一步步小心操作；4. 當發(fā)電機與系統(tǒng)斷開時會產(chǎn)生發(fā)電機飛車，要即時調原動機轉速。5在做單相重合閘實驗時，進行單相故障操作的時間應該在接觸器合閘10秒之后進行，否則，在故障發(fā)生時會跳三相，微機保護裝置會顯示“GL-´´

10、´”，且不會進行重合閘操作。6實驗結束后，通過勵磁裝置使無功至零，通過調速器使有功至零，解列之后按下調速器的停機按鈕使發(fā)電機轉速至零。跳開操作臺所有開關之后，方可關斷操作臺上的電源關斷開關，并斷開其他電源開關。7對失步處理的方法如下：通過勵磁調節(jié)器增磁按鈕，使發(fā)電機的電壓增大；如系統(tǒng)沒處于短路狀態(tài)，且線路有處于斷開狀態(tài)的，可并入該線路減小系統(tǒng)阻抗；通過調速器的減速按鈕減小原動機的輸入功率。六、思考題1不同短路狀態(tài)下對系統(tǒng)阻抗產(chǎn)生影響的機理是什么？ 答：發(fā)生短路時，根據(jù)正序等效定則，在正常等值電路中的短路點接入附加點抗X0，就得到故障情況下的等值電路，此時，就可計算出發(fā)電機與系統(tǒng)間的轉

11、移電抗。由于在不同短路故障時有不同的附加點抗，使得不同短路狀況下的系統(tǒng)阻抗不同。 短路過后，由于每相電壓和電流變得不對稱，于是用對稱分量發(fā)進行分析，對稱分量發(fā)就是將不對稱的電壓和電流分解為正序，負序和零序對稱電業(yè)和電流，而電路總的電抗等于正序，負序和零序電抗按照一定形式進行疊加。單相短路時，總的阻抗等于正序，負序和零序電抗的串聯(lián)疊加，因此總的阻抗比較大。兩相短路時沒有零序電抗，是正序電抗和負序電抗的串聯(lián)疊加，因此電抗比單項短路時要小。兩線接地短路時，總的電抗等于負序電抗和零序電抗并聯(lián)過后，再與正序電抗串聯(lián)疊加，因此它的總的電抗比單相短路和兩相接地短路的電抗都要小，因此在兩相接地短路時的短路電流

12、最大，系統(tǒng)就最不穩(wěn)定。2提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的措施有哪些？ 答：從暫態(tài)穩(wěn)定分析可知，電力系統(tǒng)受到打干擾后，發(fā)電機轉軸上出現(xiàn)的不平衡轉矩將使發(fā)電機產(chǎn)生劇烈的相對運動；當發(fā)電機的相對較的震蕩超過一定限度時，發(fā)電機便會失去同步，因此要提高系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性就要盡可能減小發(fā)電機轉軸上的不平衡功率、減小轉子相對加速度以及減小轉子相對動能的變化，從而減小發(fā)電機轉子相對運動的震蕩幅度。主要措施有以下幾種：（1）快速切出故障； （2）采用自動重合閘； （3）發(fā)電機快速強行勵磁； (4) 發(fā)電機電氣制動； (5) 變壓器中性點經(jīng)小電阻接地； （6）快速關閉汽門； （7）切發(fā)電機和切負荷； （8） 設置中間開關站；

13、 （9）輸電線路強行串聯(lián)補償。3自動重合閘裝置對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響是什么？答：自動重合閘裝置是將因故跳開后的開關按需要自動重新投入的一種自動裝置。電力系統(tǒng)運行經(jīng)驗表明,架空線路絕大多數(shù)的故障都是瞬時性的,永久性故障一般不到10%。因此,在由繼電保護動作切除短路故障之后,電弧將自動熄滅,絕大多數(shù)情況下短路處的絕緣可以自動恢復。 因此,，電力系統(tǒng)采用自動重合閘裝置，極大地提高了供電的可靠性，減少了停電損失，而且還提高了電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定水平，增強了線路的送電容量,也可彌補或減少由于開關或繼電保護裝置不正確動作跳閘造成的損失。所以,架空線路一般需要采用自動重合閘裝置。七、實驗心得體會1、電力系統(tǒng)分析的實驗是模擬真實電力系統(tǒng)的實驗，可以讓我們大概了解電力系統(tǒng)的基本運作，讓我們受益匪淺，在試驗中，由于實驗設備少，各位同學團結分工合作，認真聽老師講解和