電力系統(tǒng)畢業(yè)設計論文

#（17）框（1）中IV是故障類型的標志單元，只有對稱故障；IV=1；只有對稱故障和兩相短路，IV=2；否則IV=3?？颍?）K循環(huán)表示逐次計算一重故障的Y矩陣的元素，并調用AYP子程序，存入人丫數組?？颍?）從FA數組取出部分故障信息,IG單元存放故障類型，R，X單元分別存放故障處的電阻和電抗。框（4）-（9）根據故障類型確定IV的值。輸入故障信息時，對于金屬性短路和斷線故障，故障處的電阻和電抗均為零。在計算機中，不允許有零阻抗，因為零阻抗的導納變?yōu)闊o窮大。為此,用的阻抗值代替零阻抗。 這么小的阻抗值對計算結果不會產生明顯的影響。這個阻抗值要與開關支路的阻抗值一致。如果取值不一致，將會導致計算結果不正確?？颍?2）就是取故障處的阻抗值為.框（13）計算Y中的第一組數據，其實部與虛部分別存于R1,X1單元?？颍?4）計算中的第二組數據，其實部與虛部分別存于R2,X2單元?？颍?5）計算中的第三組數據，其實部與虛部分別存于R3,X3單元?？颍?6），（17）按故障類型IG調用AYP子程序。（9）FNP子程序的功能是解網絡方程，求得網絡節(jié)點的三序電壓。（10）FRP子程序的功能是輸出計算結果。包括三部分：1）輸出故障處的電流；2）輸出網絡節(jié)點電壓；3）輸出支路電流.不論電壓還是電流，緊輸出正、負、零序分量的實部與虛部,.非故障點的電流電壓沒有考慮非故障點與故障點之間變壓器接線方式的影響。（11）FOR文件是定義公共變量，復雜計算中各個子程序開頭均差入FCOM。FOR文件的語句。為了提高計算精度,故障計算中的實型變量均采用雙精度。這十二個文件都是在計算機處于編輯狀態(tài)系,各自輸入計算內存，然后存入磁盤。計算結果是否正確，跟短路電流計算程序一樣，從三方面進行檢查：1）是否滿足故障點的邊界條件。2）檢查三序電壓分布情況。正確的電壓分布是：正序網故障點電壓最低，越靠近電源處，電壓越高.負序網和零序網故障點電壓的幅值最高,離開故障點越遠的地方電壓越的低。3）不論是序電流，還是相電流，流入一個節(jié)點的電流之和應等于零。第5。4節(jié)暫態(tài)穩(wěn)定計算程序簡介5.4.1暫態(tài)穩(wěn)定計算程序概述暫態(tài)穩(wěn)定計算程序名為BAP，主程序包括14個子程序，分別為BGP、BBP、BOP、BKP、BDP、BCP、BIP、BHP、BYP、BNP、BMP、BRP和定義公共變量文件BCOM。FOR。其中：BGP為原始數據輸入子程序。子程序是將簡化模型原始數據輸入并存于固定數組以備后面進行暫態(tài)穩(wěn)定計算時調用,需要的數據包括：支路參數，發(fā)電機參數和潮流計算求的系統(tǒng)正常運行狀態(tài)。BBP為輸入故障操作信息和分解線路子程序是由于故障操作信息均用數字描述，才可使計算機得以以程序的形式實現，而在輸入的故障信息，每重故障用7個數據描述：（故障類型）；（2）故障線路首端節(jié)點號；（3）故障線路末端節(jié)點號；（4）故障開始時間;（5）故障結束時間；（6）故障地點；（7）附加信息。而在故障信息輸入時與兩種方法.一是調用磁盤FBDATA。DAT數據文件;二是人機對話輸入故障信息.此外，此程序還將故障線路進行分解以為計算機使用。BOP為節(jié)點編號優(yōu)化子程序他同LOP基本一樣。BKP為舊節(jié)點轉換為新的節(jié)點好子程序，他同LDP子程序基本一樣。BDP為形成正續(xù)導納陣，他同LDP子程序基本一樣；BCP為形成零續(xù)導納陣子程序，而形成導納矩陣分為兩大步；第一步形成零續(xù)導納陣零續(xù)導納陣的子導納和不規(guī)則的非零互導納。自導納存放在D01、D02數組.不規(guī)則的互導納存放在YZ1、YZ2數組，其行、列號存放在IY1、IY2數組.FCP子程序標號280以前的語句就是完成該功能的。第二步將不規(guī)則的存放在YZ1、YZ2數組中的非零互導納變成有規(guī)則的排列在Y01、Y02數組，其列號存于IY0數組，每行非零互導納元素的個數存于IN0數組。BIP為故障操作辨別子程序。其主要功能是形成故障操作時刻表，計算發(fā)電機交軸暫態(tài)電動勢和轉子位置的初值,修改發(fā)電機節(jié)點的負續(xù)自導納，修改負續(xù)節(jié)點的正、負續(xù)自導納.BIP子程序中有另一個子程序XZ。他的功能是將直角坐標的實部與虛部轉換為極坐標的幅值與相角，供計算E的幅值與相角調用。BYP為計算故障修改支路的導納矩陣子程序.假如系統(tǒng)發(fā)生故障或操作，網絡的導納矩陣要按式進行修改。也就是要計算修改導納矩陣。要計算修改導納矩陣，首先要計算故障修改支路的導納矩陣。BYP子程序就是完成該功能的。BNP為解網絡方程子程序。是根據式：其中：i=1，2，….，n=1,2,0和進行程序編譯。BMP為解轉子運動方程子程序.是根據和BRP為暫態(tài)穩(wěn)定計算結果輸出子程序。其功能有：（1）輸出任意兩臺發(fā)電機轉子位置角之間的搖擺曲線：（2）輸出暫態(tài)過程所有發(fā)電機的轉子位置角。運行BRP子程序，便提問：輸出兩臺發(fā)電機的順序號和屏幕上一個表示的角度數。隨后鍵入這三個數據，在屏幕上立即顯示出這兩臺發(fā)電機之間的搖擺曲線。根據搖擺曲線變化的情況，就可以判別系統(tǒng)運行的攢態(tài)穩(wěn)定性。若鍵入三個零，則表示輸出兩臺發(fā)電機之間的搖擺曲線結束。最后輸出所有機組在攢態(tài)過程的位置角的數值。應該注意,程序使用者輸入的發(fā)電機順序號是GLPV.DAT書記文件中發(fā)電機排列的序號.在BIP子程序中已提到，為了提高計算速度，壓縮儲存發(fā)電機參數，即去掉停運機組。因此，程序內部發(fā)電機的順序號,根據輸入的原始數據中發(fā)電機的序號和IM數組儲存的內容就可以找到程序內部發(fā)電機的序號。BRP子程序中的循環(huán)語句170就是完成該任務的。判別系統(tǒng)的穩(wěn)定性，除了發(fā)電機之間的搖擺曲線外，還有中樞點電壓的變化曲線。若中樞點電壓長時間太低，也有可能使系統(tǒng)失去穩(wěn)定.這里沒有輸出節(jié)點的電壓值和其他狀態(tài)的變化值。如果需要輸出其他變量的數值，可以在程序中增加一些語句?？梢允菚r顯示，在內存容量允許的條件下，也可以集中輸出BCOM。FOR為定義公共變量文件。5。3.2BNP子程序編譯思路對網絡方程求解的過程框圖如圖一?？颍?）IS循環(huán)表示序循環(huán)。IS=1時，對于網絡方程（3.22）正序部分，即m=1的情況;對于發(fā)電機節(jié)點采用方程（3.25）;IS=2時,對應網絡方程（3.2）的負序部分，即m=2的情況;IS=3時，對應于網絡方程（3.2）的零序部分，即m=0的情況?？颍?）I循環(huán)表示節(jié)點循環(huán)。框（5）到（20）將正常網絡接點三序導納矩陣的一行非零元素填入AKI、AK2、AK3、AK4數組,其列號填入JK數組。網絡方程（3.22）稀疏矩陣的元素是2*2維分塊矩陣.其中存于AK1數組，存于AK2數組，存于AK3數組，存于AK4數組。框（20）、（36）判別當前運算行對應的節(jié)點是否故障修改支路兩端的節(jié)點。若是，則將故障修改支路導納矩陣Y中相應的一行元素添入AK1、AK2、AK3、AK4數組?？颍?7）、（38）判別當前運算行是否正序網發(fā)電機對應的節(jié)點，對應于正序網有連接發(fā)電機節(jié)點，IGM數組相應的填發(fā)電機的順序號，對應于正序網非發(fā)電機節(jié)點，負序網和零序的所有節(jié)點,IMG數組相應的填0。如果當前運算是對應于正序網發(fā)電機的節(jié)點，那么執(zhí)行框（39）、（40）。按式：計算發(fā)電機的注入電流，填入CK1、CK2數組，按式：計算發(fā)電機自導納,累加到對角元素上.應該注意，這里不記發(fā)電機定子電阻，發(fā)電機轉子位置角存放于AC2數組交軸暫態(tài)電動勢存放在W2數組，交軸同步電抗存放在W6數組，直軸暫態(tài)電抗存放在W5數組CK1、CK2數組用來存放網絡方程的常數項,即節(jié)點注入電流的實部和虛部。在框（5）中，這兩個數組第L單元已置0，只有正序網發(fā)電機節(jié)點對應的單元才不為0。框（51）到（60）進行規(guī)格化運算，并將網絡方程系數矩陣消去規(guī)格化后上三角非對角非零元素存于AJ1、AJ2、AJ3、AJ4數組，其列號存于IJ數組。每行非對角非零元素存于JF數組。框（51）到（60）進行回代運算。求的各節(jié)點的三序電壓存于CK1、CK2數組.

3BMP子程序編譯思路運用分段計算法解轉子運動方程框圖如圖二?？颍?）判別運行點性質。如果運行點處于突發(fā)后的狀態(tài)，則轉至框（5）.否則執(zhí)行框（2）、（3）。框（2）、（3）先按式（3.1）（3。2）計算發(fā)電機電壓的q、d軸分量，從I=1步長1到IQ作從I=1步長1到IQ作IA0=2NC1=W2(I):J=IWG(I)：D3=AG2(I)X1=W5(I)：X2=W6(I)；C4=COS(D3)D4=SIN(D3)：E=CK1(J)：F=CK2(J)A1=C4*EIC1=W2(I):J=IWG(I)：D3=AG2(I)X1=W5(I)：X2=W6(I)；C4=COS(D3)D4=SIN(D3)：E=CK1(J)：F=CK2(J)A1=C4*EID4*F.B1—D4*E「4*FP(I)=A1*B1/XN1)小(4)(3)從I=1步長1從I=1步長1到IQ作(5)N(D3)：E=CK1(J)F=CK2(J)A1=C4*N(D3)：E=CK1(J)F=CK2(J)A1=C4*(6)C1=W2(I):J=IWG(I)：D3=AG2(I)X1=W5(I)：X2=W6(I)；C4=COS(D3)D4=SIE+C4*F：B1=D4*E-C4*FA=A1*B1/X70+B1IA0=0*(C1-A1)/X1P(I)=0.f(P(I)+A)A=(W1(I)-P(I))*H5/W7(I)(9)分別存于A1、B1單元A=(W1(I)-P(I))*H5/W7(I)(9)分別存于A1、B1單元.AG1(I)=AG1(I)+A然后(概式2(I)+36)計算發(fā)電(10)機電磁功率，存于P數組。從從I=1步長1到IQ作進行點不會發(fā)生突變，轉至框（4）判別t時刻是否有故障或操作。若無故障或操作，進行點不會發(fā)生突變，轉至框（8）。如果有故障或操作，進行點將發(fā)生變化，轉至框（10），將IA0置2,返回主程序再計算一次網絡方程.再計算一次網絡方程.IA0=2框（5）、（6）先式（3.1）（3。2）計算發(fā)電機的q、d軸分量，分別存于A1、B1單元。再取突變前后兩個電磁功率的平均值，存于P數組?？颍?）將IAO置0。從而使運行突變點與無突變一樣?？颍?）、（9）先按式（3.4）計算發(fā)電機轉子位置角的增量，存于AG1數組。然后按式（3。15）計算發(fā)電機轉子位置角，存于AG2數組.第六章110KV電力網的暫態(tài)穩(wěn)定分析在前面已經對電力系統(tǒng)分析方法和一些計算方法進行了介紹，本章即是利用前面部分內容進行穩(wěn)定性分析.在對本次設計網絡圖進行分析就是用的數值計算法,通過計算機的幫助，由程序得出結果。電力系統(tǒng)在受到干擾后的暫態(tài)過程可能有兩種不同的結果.一種是各發(fā)電機轉子間相對角隨時間的變化呈搖擺狀態(tài)。如下圖所示：6k角隨時間的變化呈搖擺狀態(tài)。如下圖所示：6k50且振蕩幅度逐漸減小，各發(fā)電機之間的相對轉速最終衰減到零，使得系統(tǒng)回到擾動前的穩(wěn)定運行情況,或者過渡到一個新的穩(wěn)定運行情況。在此運行情況下,所有發(fā)電機仍然保持同步運行.對于這種結局，稱電力系統(tǒng)是穩(wěn)定的。另一種結局是暫態(tài)穩(wěn)定過程中別些發(fā)電機轉子之間的相對角隨時間不斷增大，如下圖所示：t他們之間始終存在著相對轉速，使得這些發(fā)電機之間失去同步.對于這種結局，稱電力系統(tǒng)是暫態(tài)不穩(wěn)定的，或稱電力系統(tǒng)失去暫態(tài)穩(wěn)定。顯然,電力系統(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定性不但與擾動的性質有關，而且與擾動前系統(tǒng)的運行情況有關。因此，通常要針對不同的運行情況以及各種不同的擾動分別進行系統(tǒng)性分析。在本次設計中對單相接地短路、兩相短路、兩相斷線故障在不考慮重合閘情況下的擾動進行暫態(tài)穩(wěn)定分析,在后面將對附錄三至附錄五的搖擺曲線進行詳盡的分析。第6.1節(jié)單相接地短路故障搖擺曲線的分析附錄三中所示的是單相接地短路故障分別發(fā)生在首端、中間、末端三個不同地點時，對系統(tǒng)不同擾動后所得到的三類搖擺曲線.附錄3。1,3.2,3。3分別為A相中間，首端和末端接地短路的搖擺曲線。由圖中三條搖擺曲線及數據可知隨時間的增加,發(fā)電機4、7，3、8，1、5之間的搖擺曲幅值越來越大可以判斷在此種擾動下系統(tǒng)是不穩(wěn)定的.但是單純從搖擺曲線上看起,從發(fā)電機間的搖擺曲線上可以明顯看到在相對角-1511.60度和—734.68度,三條搖擺曲線都將出現直線的趨勢,但是這并不能說系統(tǒng)是穩(wěn)定的因為從數據可以看相對角的絕對值都是一直變大的，這就說明曲線不可能出現直線段,那么為什么會在輸出的曲線上出現這樣的現象呢這要從計算機本身的有限性說起，原因之一：屏幕的有限性，由于計算機屏幕只能顯示有限的部分，所以當曲線到達屏幕極限將自動被屏幕限制成為一條沿角度數據一側的直線，因此在顯示出的曲線有一部分是直線段，因此造成誤解。另外由于屏幕的有限性和操作人員選擇輸入“計算時間、步長，屏幕每一格表示的度數”上的不同造成這樣的結果是完全有可能的。原因之二：參加設計的人員對計算機知識的匱乏，不能對所有功能熟練應用.在對程序進行調試和編譯的時候，出某些漏洞，但是不能找出。也是造成這種圖形的可能性之一。但是從對程序的調試過程中已經證明程序在運行時和運行后的結果正確的.因此可以大膽的根據搖擺曲線推測系統(tǒng)在這三種擾動下是不穩(wěn)定的.且發(fā)生線路末端A相短路時的情況更嚴重。將圖附3.1和附3。3進行比較，附錄中選發(fā)電機1、5之間轉子相對位置角的曲線。由圖，當t在0.3?1.4s時，圖3。1即線路首端發(fā)生A相接地短路時，轉子相對角的變化率要比圖3。3即線路尾端發(fā)生A相接地短路時轉子相對角的變化率小，且可以推測出，線路末端發(fā)生A相接地短路時對系統(tǒng)的沖擊會更大，對系統(tǒng)的破壞性更大.第6.2節(jié)兩相短路故障搖擺曲線的分析附錄四中所示的是兩相短路故障分別發(fā)生在首端、中間、末端三個不同地點時，對系統(tǒng)不同擾動后所得到的三類搖擺曲線。附錄4。1,4。2,4.3分別為BC相首端，中間和末端短路的搖擺曲線。通過對三個曲線的分析可以看到，當BC相首端故障時，相角差在很短的時間內變化的很快,且變化的幅度很大.而其余兩種曲線也是隨時間的增大,相角差也在增大。但相對于BC相首端變化要略小一些?？梢缘贸鼋Y論，在首端發(fā)生故障時，對系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的影響稍大。對附圖4。2和4。3A中發(fā)電機1、5進行研究可知，在t=2。1s時，中間短路相角差為—1287.98度,而末端短路時為—1287。56,從數值上可以看出,中間短路時要比末端短路時嚴重。第6.3節(jié)兩相斷線故障搖擺曲線的分析附錄五中所示的是兩相斷線故障分別發(fā)生在首端、中間、末端三個不同地點時,對系統(tǒng)不同擾動后所得到的三類搖擺曲線。附錄5。1,5。2,5.3分別為BC相首端，中間和末端斷線的搖擺曲線。從曲線和相對角的變化趨勢可以看出,在這三種擾動下,系統(tǒng)是不能穩(wěn)定的.其分析過程和單相接地短路、兩相短路相似,這里不在重復.綜上可知,此系統(tǒng)是不穩(wěn)定的系統(tǒng)。第6.4節(jié)系統(tǒng)失去穩(wěn)定性的變化通過以上的分析,可以得出最終的結論：當此系統(tǒng)發(fā)生斷線過程時,不論故障發(fā)生在首端、中端后者末端,電力系統(tǒng)都將失去穩(wěn)定,也即電力系統(tǒng)在次種情況下失去同步,系統(tǒng)最終失去狀態(tài).現將發(fā)電機從失步到再同步的三個階段簡介如下：（1）故障使發(fā)電機失步。在這個階段原動機輸入的功率一部分消耗在發(fā)電機和變壓器的損耗中,而其大部分則轉化為轉子加速的動能.這時平均轉速增大,原動機的調速系統(tǒng)也開始運動,使輸入的功率逐漸減小.（2）失步運動。轉速增大后發(fā)電機向系統(tǒng)發(fā)出相應的異步功率,同時由于勵磁的存在,出現振幅很大的功率振蕩。調速系統(tǒng)的動作使原動機的功率減小.這時制動作用有三個原因：1）異步轉矩,這種轉矩的大小取決于發(fā)電機的特性及系統(tǒng)的參數。當發(fā)電機經過很長的輸電線路向系統(tǒng)供電時,由于電抗的增大,使異步轉矩大大的減小.在失步過程中,當轉差越過相應異步轉矩的轉差值時,異步轉矩會隨著轉差的增大而減小.2）定子回路中有效電阻的功率損耗,它們取決于線路、變壓器及地區(qū)負荷的參數和發(fā)電機的勵磁狀態(tài),線路和變壓器的電阻越大,則相應的制動作用越大。發(fā)電機具有勵磁時,由于很大的振蕩電流,在電阻中將引起很大的附加損耗,這時線路和變壓器中總的功率損耗甚至會大于發(fā)電機發(fā)出的異步功率。所以,具有勵磁調節(jié)時,能減小失步運行時的平均轉差,并使這一制動階段的時間減小。但是,很大的功率和電流波動往往會影響電力系統(tǒng)其他部分的正常工作和發(fā)電機的過熱.一般空冷和氫冷發(fā)電機在十幾秒的失步過程中不會使溫度上升的很高,但在氫內冷和水內冷發(fā)電機中由于正常電流密度已較大,所以需檢測此時的溫升.因此,有時也要在失步運行時開斷勵磁回路,待發(fā)電機牽入同步前再將勵磁投入。失步發(fā)電機端地區(qū)負荷的存在相當于發(fā)電機少甩了負荷,所以它的作用也是使失步過程縮短。3）機組的機械阻尼轉矩,除了機組轉動時的空氣摩擦及軸承等阻尼外,特別重要的是原動機葉片與周圍介質間的摩擦。發(fā)電機失步后,由于調速系統(tǒng)的慣性,原動機的轉速并不按靜態(tài)特性變化的,而滯后轉差的變化。開始時由于原動機的轉矩大于制動轉矩，所以機組不斷加速。一直到原動機轉速于制動轉矩相等，轉差達到最大.原動機的轉速進一步減小，機組開始減速。根據初始條件及調速系統(tǒng)整定的不同,也有可能使原動機的氣門關閉而使原動機的轉速減小到零，并在轉差減小到一定程度后重新開啟，增大原動機的轉矩。如果不考慮發(fā)電機在同步轉矩作用下的再同步，那么最后達到穩(wěn)態(tài)異步運行。由于發(fā)電機勵磁而產生的脈動轉矩，使實際的轉差在一平均值周圍脈動，因此相應的異步轉矩也是脈動的.（3）牽入同步。當發(fā)電機的轉速趨于同步時，由于同步轉速的作用，發(fā)電機有可能牽入同步，恢復正常工作。由失步過程曲線可以看出,牽入同步的標志是出現功率的“雙峰"波形，這是由于轉差為零時大幅度同步振蕩.在大幅度同步振蕩衰減后，即進入正常狀態(tài).由于在整個非同步運行過程中調速系統(tǒng)的作用，恢復同步以后的發(fā)電機功率一般比故障前小一些，這也是非同步所需要的。再同步的成功率與轉差等于零時的角度、調速系統(tǒng)工作的正確性、在調速系統(tǒng)作用下原動機轉速的增長速度、異步功率特性等因素有關。在不利的情況下，有可能出現同步后又失去同步的現象。第6.5節(jié)自動重和閘對穩(wěn)定性的影在電力系統(tǒng)故障過程中，大多數是由于雷擊閃絡等原因造成的瞬時性故障，當故障線路兩側快速斷開，使電弧消失,絕緣恢復，即經過一定時間的無電壓間隔時間后，可以重新將斷開的線路投入運行,恢復正常供電。如果重合后,故障沒有消失（如重復雷擊、熄弧時間較長的故障等），或者由于短路器及重合閘裝置的缺陷,則重合閘不成功，線路將重新斷開.重合閘時間取決于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性要求故障點的去游歷時間、故障形式（單相或三相）、短路器的性能、自然條件（如風速）等多方面的因素。無電壓時間間隔一般最短為0.3秒左右，最長為1—2秒.快速重合閘由于很快恢復故障發(fā)生前的系統(tǒng)運行條件,所以可以提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，是目前應用的比較多的提高暫態(tài)穩(wěn)定的措施之一。自動重合閘根據起作用的相數可分為三相自動重合閘和單相自動重合閘。三相自動重合閘是當線路發(fā)生任意故障（單相、兩相或三相）時，是故障線路三相同時斷開，經無電壓時間間隔后，就可三相重新投入.三相自動重合閘因為要同時切除三相，所以在開斷和重合時對系統(tǒng)的沖擊都較大.但是，這種重合閘裝置簡單可靠，繼電保護的整定配合比較方便.在單回輸電線與系統(tǒng)聯系時，當三相斷開后，線路兩側將不同步運行，所以在重合閘時一般可選擇對系統(tǒng)影響較小的一側先重合，重合成功后再由對側檢驗同步后合閘，或者采用非同步合閘，這是對系統(tǒng)及發(fā)電機將有很大的沖擊.在接有大機組的超高壓線路出口處發(fā)生三相短路而且重合不成功，是對機組最危險的沖擊，嚴重情況下的一次事故就能使發(fā)電機軸的疲勞壽命損失達100％.因此，總的發(fā)展趨勢是在有大機組接入輸電線路時不使用三相快速重合閘，而采用下述的單相重合閘.在有雙回或多回線路與系統(tǒng)相連時，切除一回三相線路并不會使電力系統(tǒng)解列,但這時應考慮由于切除一回線路而使負荷突然轉移的影響。在中性點直接接地的高壓電力系統(tǒng)中，極大部分的故障是單機接地故障（一般占總故障數的80％以上），所以在應用單相自動重合閘時可以只切除故障相，而使健全的其它兩相線路仍保持與系統(tǒng)的聯系，這樣可以大大減輕切除和重合故障線路對電力系統(tǒng)的沖擊，特別是在電網結構薄弱和單回路輸電線路的情況下,對提高暫態(tài)穩(wěn)定性有較大的作用。但是,由于單相線路切除后，另外兩相仍有電壓，并有電流通過，所以經過切除相與另外兩相線路間的分布電容和電耦合，將在故障相感應電勢，通過故障點的弧道產生潛供電流,阻礙弧道的去游離。這樣將使電弧在故障相斷開后才能熄滅,熄弧的時間在很大程度上取決于潛供電流的大小，并與風速等周圍環(huán)境也有很大關系，所以熄弧有一定的分散性.單相自動重合閘僅在電弧熄滅，弧道恢復電氣強度后才能成功。所以，單相自動重合閘的無電壓間隔時間應大于潛供電弧熄滅時間加上弧道去游離時間。潛供電流的大小與線路電壓、線路結構、線路結構、通過健全相的電流值，以及故障地點有關。線路越長，潛供電流越大；通過健全相的電流越大,潛供電流也越大。在選用單相自動重合閘時,由于潛供電流而使熄弧時間延長，要增大間隔時間到1秒，甚至更長，所以在快速性上不及三相自動重合閘。同時，在單相斷開情況下電力系統(tǒng)成不對稱運行方式，有負序電流出現，會在發(fā)電機轉子引起局部過熱。另外，需要在保護裝置上設立選相元件，用以判別故障相.在有并聯高壓電抗器的線路上，為了減小潛供電流，可使三相電抗器的中性點經小電流接地。這樣，在單相斷開時，將有感性電流通過弧道，補償通過弧道的容性電流。為了保證可靠的熄弧，也有快速和慢速混和的準則方案,即在單相重合閘不成功后，慢速的三相自動重合閘經同步校核，進行動作。估計這種重合閘方式的成功率比常規(guī)的要高，因為在慢速三相重合過程中有足夠的無電壓間隔時間來消除故障.對于變壓器和電纜線路內部故障而引起的斷開現象，一般不能用重合閘，應該在排除故障后才能工作.只有確認完全是由外部故障引起的斷開（如后備保護動作），才能將變壓器或電纜線路重合,使其恢復工作.第七章提高暫態(tài)穩(wěn)定性的能力第7.1節(jié)增加附加設備以提高電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性7。1.1串聯電容補償裝置在送端和受端都比較強的電力系統(tǒng)中，為了補償輸電線路的電抗，提高輸電線路的極限輸電功率,采用串聯電容器來補償線路的電抗是一種有效的措施。一般在確定高電壓輸電線路的實際輸送容量時，決定性的條件往往是各種故障和切換操作時的暫態(tài)穩(wěn)定極限。在裝設串聯電容器的輸電線路上,當發(fā)生短路故障時，由于很大的短路電流通過故障相的電容器,造成電容器兩端很大的過電壓。為了保護電容器，一般與電容器并接有保護間隙，是電容器上的壓降達到保護間隙擊穿電壓的正定值時，電容器立即因保護間隙的擊穿而被短接。但是這樣就使發(fā)生短路故障后的線路電抗突然增大,因而不能在故障期間利用串聯電容器的補償作用,這當然對暫態(tài)穩(wěn)定是不利的。因此,在高壓輸電線路上要求在故障切除后，能盡快的恢復串聯電容的作用，以利于提高穩(wěn)定性。為了充分的發(fā)揮串聯電容器在提高輸電線路暫態(tài)穩(wěn)定的作用,在切除故障后，應盡量縮短電容器退出工作的時間。采用壓縮空氣來滅弧的氣吹間隙就是適應這種要求的一種例子。這種間隙能在間隙擊穿后幾個周波內使壓縮空氣吹氣滅弧。在一定的氣壓下,當電流流過零值時，電弧就被吹滅。但是在短路故障未被切除前,間隙滅弧的每半個周波內,電容器兩端的電壓將重新升高，使間隙重新擊穿。這種斷續(xù)弧的現象一直存在到故障切除后,差不多在短路切除的同時使間隙滅弧,快速的恢復串聯電容器的作用。近年來開發(fā)的氧化鋅閥片是一種簡化結構的串聯電容器過電壓保護措施，也能比較好的發(fā)揮串聯電容器在故障切除后加強電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的作用。在發(fā)生不對稱故障時,非故障相串聯電容器的保護間隙有可能不擊穿，因此在不對稱故障情況下，即使在故障期間，串聯電容器對提高暫態(tài)穩(wěn)定還是有作用的。在某些情況下，例如事故后切除雙回線路中的一回，或者具有單相自動重合閘的一回線路上，為了充分利用串聯電容器來提高暫態(tài)穩(wěn)定性,在發(fā)生故障后，可借切除部分并接的串聯電容器，利用串聯電容器的短時間過負荷能力，來增加串聯電容器的容抗，呆故障消除系統(tǒng)恢復正常工作后，再將切除的電容器重新投入。這種措施稱為串聯電容器強補償，在采用強補償時,必須記及電容器的短時間過負荷能力、增加容抗后對繼電保護的影響、接線方式的復雜化及附屬設備的增加等因素,然后確定是否使用強補償的程度。中間變電所中的同步調相和靜止補償器在輸電線路沿線的中間變電所中設置同步調相機或靜止補償器,可以以無功功率和支撐中間變電所母線的電壓.它的作用相當于將線路分成若干段兩端電壓維持恒定的線路.如果調相機有足夠的容量來維持中間變電所的電壓為恒定，則在理論上可以使整個輸電線路的極限功率取決于傳輸功率最小的那一段線路的極限功率。（1）調相機的作用一般調相機的標么值電抗很大（1。7—1.8）,大容量的可達2—3，為了充分利用調相機作用,應使其設置沒有死區(qū)的自動勵磁調節(jié)系統(tǒng)。一般調相機的容量約為傳輸功率的60％—80％，在經濟上勝過串聯電容裝置。當運行裝置發(fā)生劇烈變動時，勵磁調節(jié)系統(tǒng)的響應一般不足以保證暫態(tài)過程中間變電所的電壓為恒定，這就限制了傳輸功率的值.因為串聯電容器的作用能夠通過它的電流變化瞬時反應出來，影響電力系統(tǒng)的靜態(tài)和動態(tài)特性.調相機在暫態(tài)穩(wěn)定過程有失步的可能，這主要取決于故障的地點及故障持續(xù)時間。但是由于調相機的軸上沒有其他機械負載，所以慣性常數比較小，在有干擾情況下，在有干擾情況下，它既易于失步又易于同步。所以，只要在調相機附近的故障能被快速切除，就可以很快再同步，充分發(fā)揮其支持電力系統(tǒng)電壓的作用。（2）靜止補償器的作用和同步調相機一樣，將靜止補償器并聯于輸電線路上可以維持線路電壓，從而提高輸電能力。靜止補償器是由可控的并聯電容器或電抗器組成的,可以平滑的改變輸出的無功功率，其作用相當于同步調相機。因為沒有機械轉動元件，所以時間常數小，運行維護簡單，功率損耗小.所用的控制元件是晶閘管等快速的電力電子元件。所以能快速反應電力系統(tǒng)運行參數的變化,連續(xù)的調節(jié)無功功率。靜止補償器同時能做到分相補償,以適應不平衡負荷的變化。但是，靜止補償器所發(fā)出的無功功率要受到它容量的限制，不可能一直保持連接點母線電壓為恒定值。由于靜止補償器快速調節(jié)無功功率的能力，所以在故障情況下，當故障切除后,可近似的認為了連續(xù)靜止補償器的母線電壓能很快恢復到故障前的數值保持在較高值.很明顯，這對提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定是有很大的作用的。靜止補償器還可為系統(tǒng)提高正阻尼，改善系統(tǒng)的動態(tài)性能,抑制系統(tǒng)的低頻震蕩。其控制裝置與電力系統(tǒng)穩(wěn)定器相似，僅需在靜止補償器的控制系統(tǒng)中引入輸電線的功率或母線電壓的頻率。常用的補償器有:（1）晶閘管控制電抗器的靜止補償器是由雙向晶閘管與電抗器串聯組成,感性電流的控制是借調節(jié)晶閘管的導通角來實現的。在母線上并聯固定的電容器可擴大靜止補償器在容性區(qū)的運行范圍.（2）晶閘管開關電容器的靜止補償器是由雙向晶閘管與電容器和一小電抗（用以限制切換過程的沖擊電流和諧波）組成，晶閘管用以切換電容器。容性電流按階越式變化，并聯的固定電抗器或由晶閘管控制的電抗器可用來調節(jié)輸出電流，擴大靜止補償器在感性區(qū)的運行范圍。電氣制動這是在故障切除后，人為的在送端發(fā)電機上加一電負荷，吸收發(fā)電機因故障而產生的過剩功率，以便校正發(fā)電機輸入和輸出功率間的不平衡,保持電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。一般是在發(fā)電機母線（或升壓變壓器高壓側母線）上加一并聯電阻。另一種方案是將電阻加在發(fā)電機△一￥接線的升壓變壓器的Y側的中性點與大地之間。在正常狀態(tài)下，沒有電流通過電阻，所以也就沒有功率損耗，當出現不對稱接地短路時，有零序電流通過中性點電阻，這時電阻中的功率損耗就起著電氣制動的作用。許多大型水電廠把電氣制動作為提高暫態(tài)穩(wěn)定的重要措施，因為水電廠調節(jié)閥門及水流的慣性較大，使它不能如火電廠那樣采用快關氣門的方法。國外某些發(fā)電廠的控制電阻容量可達發(fā)電廠裝機容量的三分之一到四分之一，最大的制動電阻容量達140萬KW之多。我國新安江水電廠于60年代初期已使用電氣制動，其電阻容量為15萬千瓦，故障后0.3秒投入，0.9秒切除。湖南某水電廠和湖北某水電廠則分別設置10萬千瓦和15萬千瓦的水電阻，投切時間為0.3秒和0.8秒。理論上，如果應用適當的電阻容量以及控制其投入和切除的規(guī)律，可以消除發(fā)電機在暫態(tài)過