電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定

1、一、實(shí)驗(yàn)?zāi)康?了解和掌握對(duì)稱穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的各種運(yùn)行狀態(tài)與運(yùn)行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；2了解和掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對(duì)稱運(yùn)行的條件；不對(duì)稱度運(yùn)行參數(shù)的影響；不對(duì)稱運(yùn)行對(duì)發(fā)電機(jī)的影響等。二、原理與說明電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對(duì)稱和不對(duì)稱運(yùn)行分析，除了包含許多理論概念之外，還有一些重要的“數(shù)值概念”。為一條不同電壓等級(jí)的輸電線路，在典型運(yùn)行方式下，用相對(duì)值表示的電壓損耗，電壓降落等的數(shù)值范圍，是用于判斷運(yùn)行報(bào)表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過結(jié)合實(shí)際的問題，讓學(xué)生掌握此類“數(shù)值概念”外，實(shí)驗(yàn)也是一條很好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。實(shí)驗(yàn)用一次系統(tǒng)接線圖如圖2所示。圖2 一次系統(tǒng)

2、接線圖本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)是一種物理模型。原動(dòng)機(jī)采用直流電動(dòng)機(jī)來模擬，當(dāng)然，它們的特性與大型原動(dòng)機(jī)是不相似的。原動(dòng)機(jī)輸出功率的大小，可通過給定直流電動(dòng)機(jī)的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)用標(biāo)準(zhǔn)小型三相同步發(fā)電機(jī)來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機(jī)，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機(jī)相似，但也可以看成是一種具有特殊參數(shù)的電力系統(tǒng)的發(fā)電機(jī)。發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動(dòng)來調(diào)節(jié)，也可以切換到臺(tái)上的微機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器來實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)節(jié)。實(shí)驗(yàn)臺(tái)的輸電線路是用多個(gè)接成鏈型的電抗線圈來模擬，其電抗值滿足相似條件?！盁o窮大”母線就直接用實(shí)驗(yàn)室的交流電源，因?yàn)樗怯蓪?shí)際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進(jìn)行測量，實(shí)驗(yàn)

3、臺(tái)設(shè)置了測量系統(tǒng)，以測量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測量發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對(duì)位置角（功率角），在發(fā)電機(jī)軸上裝設(shè)了閃光測角裝置。此外，臺(tái)上還設(shè)置了模擬短路故障等控制設(shè)備。三、實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目和方法 1單回路穩(wěn)態(tài)對(duì)稱運(yùn)行實(shí)驗(yàn) 在本章實(shí)驗(yàn)中，原動(dòng)機(jī)采用手動(dòng)模擬方式開機(jī)，勵(lì)磁采用手動(dòng)勵(lì)磁方式，然后啟機(jī)、建壓、并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電機(jī)電壓和原動(dòng)機(jī)功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運(yùn)行狀態(tài)（輸送功率的大小，線路首、末端電壓的差別等），觀察記錄線路首、末端的測量表計(jì)值及線路開關(guān)站的電壓值，計(jì)算、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)及數(shù)值范圍，為電壓損耗、電壓降落、沿線電壓變化、兩端無功功率的方向（根據(jù)沿線電壓

4、大小比較判斷）等。2雙回路對(duì)稱運(yùn)行與單回路對(duì)稱運(yùn)行比較實(shí)驗(yàn)按實(shí)驗(yàn)1的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)2的操作，只是將原來的單回線路改成雙回路運(yùn)行。將實(shí)驗(yàn)1的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)2進(jìn)行比較和分析。表3-1P/kwQ/kvarI/AUFUZUaDU單回路0.40.30.75036035033030300.60.31.00035534033025250.80.41.37535033533020201.00.41.8753403203301010雙回路0.40.40.87535534533025250.60.41.00035034033020200.80.41.50035034033020201.00.41.75034533533

5、01520注：UZ 中間開關(guān)站電壓；DU 輸電線路的電壓損耗； 輸電線路的電壓降落四、實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求1整理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說明單回路送電和雙回路送電對(duì)電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的影響，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行理論分析。（1）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示，相同條件下雙回路送電的電壓損耗比單回路要小。因?yàn)殡p回路線路阻抗較小。（2）雙回線穩(wěn)定性高于單回線。 (3) 從實(shí)驗(yàn)看出，發(fā)電機(jī)的無功輸出影響系統(tǒng)穩(wěn)定性。感性無功不足或者有容性無功 ，電網(wǎng)波動(dòng)大。因?yàn)闊o功功率在影響著線路損耗。 （4）勵(lì)磁不變情況下，同一回路，隨著輸出功率的增大，首端電壓減小，電壓損耗也在減小，這是由于輸出功率的增大會(huì)使發(fā)電機(jī)輸出端電壓降低，在功率流向?yàn)榘l(fā)電機(jī)到系統(tǒng)的情況

6、下，即使電壓雖好降低有由于電壓降落的橫向分量較小，所以電壓降落近似為電壓損耗；2根據(jù)不同運(yùn)行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關(guān)站的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、分析、比較運(yùn)行狀態(tài)不同時(shí)，運(yùn)行參數(shù)變化的特點(diǎn)和變化范圍。（1）單回路時(shí)，隨著功率的增加，發(fā)電機(jī)輸出電壓降低，開關(guān)站節(jié)點(diǎn)電壓降低。電壓損耗減少，電壓降落在30v-10v。雙回路現(xiàn)象與單回路相同。電壓降落在25v-15v（2）輸送相同無功和相同有功的情況下，雙回路所需勵(lì)磁電壓比單回路要低，線路電流大小相等，單回路的電壓損耗比雙回路多。因?yàn)殡p回路電抗比單回路小，所以所需的勵(lì)磁電壓小一些，電壓損耗也要少一些，而線路電流由于系統(tǒng)電壓不改變。五、思考題1 影響簡單系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)

7、定性的因素是哪些？系統(tǒng)元件電抗，系統(tǒng)電壓大小，發(fā)電機(jī)電勢以及擾動(dòng)的大小。2 提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定有哪些措施？根本措施是縮短“電氣距離”。其他主要措施有：(1) 減小線路阻抗，發(fā)電機(jī)、變壓器阻抗，采用串聯(lián)補(bǔ)償、分裂導(dǎo)線、提高輸電線電壓等級(jí)。(2) 提高運(yùn)行電壓水平。(3) 改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。（4）采用直流輸電（5）采用自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置。3 何為電壓損耗、電壓降落？電壓損耗指始末兩端電壓數(shù)值差。電壓降落指始末兩端電壓向量差。4.“兩表法”測量三相功率的原理是什么？它有什么前提條件？ 原理：在測A、B、C三相總功率時(shí)，可以用兩只功率表接在AB及BC間，測得的值相加即可。功率表的測量原理是測得電壓、電流及其功率角，然后由P=UIcos得到功率的大小，該種接法測得的是線電壓、線電流及其夾角，相對(duì)于相電壓相電流之間夾角而言，增加了120，若相角為0，則總功