電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定

1、一、實驗目的1了解和掌握對稱穩(wěn)定情況下，輸電系統(tǒng)的各種運行狀態(tài)與運行參數(shù)的數(shù)值變化范圍；2了解和掌握輸電系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)不對稱運行的條件；不對稱度運行參數(shù)的影響；不對稱運行對發(fā)電機的影響等。二、原理與說明電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)對稱和不對稱運行分析，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的輸電線路，在典型運行方式下，用相對值表示的電壓損耗，電壓降落等的數(shù)值范圍，是用于判斷運行報表或監(jiān)視控制系統(tǒng)測量值是否正確的參數(shù)依據(jù)。因此，除了通過結合實際的問題，讓學生掌握此類“數(shù)值概念”外，實驗也是一條很好的、更為直觀、易于形成深刻記憶的手段之一。實驗用一次系統(tǒng)接線圖如圖2所示。圖2 一次系統(tǒng)

2、接線圖本實驗系統(tǒng)是一種物理模型。原動機采用直流電動機來模擬，當然，它們的特性與大型原動機是不相似的。原動機輸出功率的大小，可通過給定直流電動機的電樞電壓來調(diào)節(jié)。實驗系統(tǒng)用標準小型三相同步發(fā)電機來模擬電力系統(tǒng)的同步發(fā)電機，雖然其參數(shù)不能與大型發(fā)電機相似，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。發(fā)電機的勵磁系統(tǒng)可以用外加直流電源通過手動來調(diào)節(jié)，也可以切換到臺上的微機勵磁調(diào)節(jié)器來實現(xiàn)自動調(diào)節(jié)。實驗臺的輸電線路是用多個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”母線就直接用實驗室的交流電源，因為它是由實際電力系統(tǒng)供電的，因此，它基本上符合“無窮大”母線的條件。為了進行測量，實驗

3、臺設置了測量系統(tǒng)，以測量各種電量（電流、電壓、功率、頻率）。為了測量發(fā)電機轉(zhuǎn)子與系統(tǒng)的相對位置角（功率角），在發(fā)電機軸上裝設了閃光測角裝置。此外，臺上還設置了模擬短路故障等控制設備。三、實驗項目和方法 1單回路穩(wěn)態(tài)對稱運行實驗 在本章實驗中，原動機采用手動模擬方式開機，勵磁采用手動勵磁方式，然后啟機、建壓、并網(wǎng)后調(diào)整發(fā)電機電壓和原動機功率，使輸電系統(tǒng)處于不同的運行狀態(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、末端的測量表計值及線路開關站的電壓值，計算、分析、比較運行狀態(tài)不同時，運行參數(shù)變化的特點及數(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雙回路對稱運行與單回路對稱運行比較實驗按實驗1的方法進行實驗2的操作，只是將原來的單回線路改成雙回路運行。將實驗1的結果與實驗2進行比較和分析。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 中間開關站電壓；DU 輸電線路的電壓損耗； 輸電線路的電壓降落四、實驗報告要求1整理實驗數(shù)據(jù)，說明單回路送電和雙回路送電對電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行的影響，并對實驗結果進行理論分析。（1）實驗數(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。因為雙回路線路阻抗較小。（2）雙回線穩(wěn)定性高于單回線。 (3) 從實驗看出，發(fā)電機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)波動大。因為無功功率在影響著線路損耗。 （4）勵磁不變情況下，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使發(fā)電機輸出端電壓降低，在功率流向為發(fā)電機到系統(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)不同運行狀態(tài)的線路首、末端和中間開關站的實驗數(shù)據(jù)、分析、比較運行狀態(tài)不同時，運行參數(shù)變化的特點和變化范圍。（1）單回路時，隨著功率的增加，發(fā)電機輸出電壓降低，開關站節(jié)點電壓降低。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。因為雙回路電抗比單回路小，所以所需的勵磁電壓小一些，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)電機電勢以及擾動的大小。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、變壓器阻抗，采用串聯(lián)補償、分裂導線、提高輸電線電壓等級。(2) 提高運行電壓水平。(3) 改善系統(tǒng)結構。（4）采用直流輸電（5）采用自動勵磁調(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，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