单机-无穷大系统稳态运行实验、电力系统暂态稳定实验电力系统分(3)

2018-12-22 20:26

GB-??? B相过流值 GC-??? C相过流值

微机保护装置的整定值代码如下: 01: 过流保护动作延迟时间

02: 重合闸动作延迟时间 03: 过电流整定值 04: 过流保护投切选择

05: 重合闸投切选择

另外,短路时间TD由面板上“短路时间”继电器整定,具体整定参数为表5-1。

表5-1 整定值代码 整定值 01 0.5(s) 02 / 03 5.00(A) 04 On 05 Off TD 1.0(s) 表5-2 短路切除时间t=0.5s 短路类型:单相接地短路 QF1 1 0 1

QF2 1 1 1 QF3 1 0 0 QF4 1 1 1 QF5 0 0 1 QF6 1 1 1 最大短路电流(A) 2.0 1.0 1.2 5.82 4.90 6.53 (0:表示对应线路开关断开状态1:表示对应线路开关闭合状态)

表5-3 短路切除时间t=0.5s 短路类型:两相相间短路 QF1 1 QF2 1 QF3 1 QF4 1 QF5 0 QF6 1 最大短路电流(A) 1.3 5.47 四、实验数据的处理与分析

整理不同短路类型下获得实验数据,通过对比,对不同短路类型进行定性分析,详细说明不同短路类型和短路点对系统的稳定性的影响。 答:

为了分析的方便,先进行下符号的说明:

--- 表示单相接地短路时第一种运行状态发电机到短路点的转移电抗; --- 表示单相接地短路时第二种运行状态发电机到短路点的转移电抗; --- 表示单相接地短路时第三种运行状态发电机到短路点的转移电抗; --- 表示两相相间短路的第一种运行状态发电机到短路点的转移电抗; --- 表示单相接地短路时第一种运行状态发电机到无穷大母线的转移电抗; --- 表示单相接地短路时第一种运行状态发电机到无穷大母线的转移电抗; --- 表示单相接地短路时第一种运行状态发电机到无穷大母线的转移电抗; --- 表示两相相间短路的第一种运行状态发电机到无穷大母线的转移电抗。

1.不同运行状态短路时的等值网路 (1)单相短路接地

①第一种运行状态单相接地短路

②第一种运行状态

③第三种运行状态

(2)两相相间短路第(第一种状态下)

2.不同运行状态短路时最大功率的分析

其中,---第一种状态下单相接地短路时的功率极限; ---第二种状态下单相接地短路时的功率极限; ---第三种状态下单相接地短路时的功率极限; ---第一种状态下两相相间短路时的功率极限;

其中,---正常运行时的功率,---短路故障时的功率极限,---故障切除后的功率极限

(1)同类型短路的比较分析 由等值网络,可以知道,,因此,实验也正反映了这一点。

从等值网络,我们也可以知道,第一种运行状态是双回输电,第二种运行是单回输电,第三运行状态介于第一种运行状态和第二种运行状态之间。因此,可以得出这样的结论---双回输电对电力系统的暂态稳定性有利,在相同的故障切除时间下,短路故障时的功率极限越大,故障切除前,同步发电机转子的加速面积将比较小,因此切除故障后,减速面积也会越小,亦即会更远离最大可能的减速面积,发电机回到稳定运行的能力就越强。

(2)不同类型短路的比较分析 同样地,从等值网络,可以知道,,则有,理论分析与实验结果相符合。

2.不同运行状态短路时最大短路电流的分析 (1)同类型短路的比较分析

从短路等值网络可以分析得到

电气距离越远,短路电流也就越小,对系统电气设备的热稳定性越有利,当然系统也会月稳定。

(2)不同类型短路的比较分析 同一运行状态下,对于发电机到短路点的转移电抗,单相接地短路与两相相间短路唯一不同的在于附加电抗值的不同,,因此

有,理论上应该有 ,但实验数据与此相反,这里可能是由于时间比较仓促,操作不当造成了误差。

事实上,两相相间短路的危害是比单相接地短路更大的,造成的冲击更强。

3.综合分析结果

根据不同短路类型下的功率功率测定结果和短路点的最大短路电流,可知,单相接地短路对系统稳定性影响最小,两相相间短路次之。在相同的短路类型下,由实验结果分析可知,短路点离发电机越远,短路对系统稳定性影响越小。

五、思考题

1.不同短路状态下对系统阻抗产生影响的机理是什么? 答:发生短路时,根据正序等效定则,在正常等值电路中的短路点接入附加电抗,就得到故障情况下的等值电路,此时,就可计算出发电机与系统间的转移电抗。由于在不同短路故障时有不同的附加电抗,使得不同短路状况下的系统阻抗不同。 利用对称分量法,将阻抗的不对称装换为电压和电流的不对称,同时,根据各序分量具有独立性的特点,进行短路的等效计算。单相短路时,总的阻抗等于正序,负序和零序电抗的串联叠加,因此总的阻抗比较大。两相短路时没有零序电抗,是正序电抗和负序电抗的串联叠加,因此电抗比单项短路时要小。两线接地短路时,总的电抗等于负序电抗和零序电抗并联过后,再与正序电抗串联叠加,因此它的总的电抗比单相短路和两相接地短路的电抗都要小,因此在两相接地短路时的短路电流最大,系统就最不稳定。

2.提高电力系统暂态稳定的措施有哪些?

答:提高系统的暂态稳定性就要尽可能的减小发电机转轴上的不平衡功率,减小转子相对加速度以及减小转子的相对变化量,从而减小发电机转子相对运动的震荡幅度。主要措施有以下几条: (1)快速切除故障

(2)发电机快速强行励磁 (3)发电机电气制动 (4)采用自动重合闸

(5)变压器中性点经小电阻接地 (6)输电线路强行串联补偿 (7)切发电机和切负荷 (8)设计中间开关站

4.自动重合闸装置对系统暂态稳定的影响是什么?

答:电力网络中的短路故障大多数是有网络放电造成的,是暂时性的,在切除故障线路,经过一段电弧熄灭和空气去游离之后,短路故障便完全消除了。如果再把线路重新投入系统,它便能继续投入工作。若重新投入输电线路是由开关设备自动进行,则称为自动重合闸。自动重合闸成功,对暂态稳定和事故后的静态稳定都有很好的作用。在采用自动重合闸时应注意:若短路故障相被切除后,其他两相导线仍然带电,由于相间电容耦合作用,被切除相仍有相当高的电压,使电弧不易熄灭。同时由于相间电容的作用,从完好相经过相间耦合电容到故障相,再经过短路点到大地,形成电容电流的同路。会大大恶化系统的暂态稳定性。故重合闸时间必须大于潜供电弧的熄灭时间。

六、实验总结与心得体会

电力系统分析的实验是模拟真实电力系统的实验,让我们大概了解电力系统的基本运作、电力系统中的暂态稳定问题,不同短路情况下的电路基本状况。同时也对输电系统稳态不对称运行的条件,不对称对运行参数的影响,不对称运行对发电机的影响,有了更深的认识。

此次在做实验的过程中,我们的实验中有,我们发现每次线路出故障,断路器总会自动断开,比如说线路的一相接地短路,三相短路,三相接地短路等等一系列让电网产生危险的可能情况,这些都导致了仪表的指针的乱晃,最后导致电路断开。这些保护措施都是继电保护在起作用。在学发电厂电气部分和电力系统分析时,对继电保护的认识一直是模糊的,这次实验,通过模拟演示,让我体会到了其真实的一面。

当然实际操作中,也出现了一些失误,造成了时间上的不足,最后没有把两相相间短路的实验做好,挺可惜的,从中也吸取了教训,实验前一定要做好充足的准备。忽略此处..


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