电力系统静态稳定、暂态稳定实验报告

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1、电力系统静态、暂态稳定实验报告一、实验目的1.了解和掌握对称稳定情况下，输电系统的各种运行状态与运行参数的数值变化范禺;2.通过实验加深对电力系统暂态稳定内容的理解3.通过实际操作，从实验中观察到系统失步现彖和常握正确处理的措施二、原理与说明实验用一次系统接线图如图1所示：It电XL1XL3图1.一次系统接线图实验中采用直流电动机来模拟原动机，原动机输出功率的大小，可通过给定直流电动机的电枢电压来调节。实验系统用标准小型三相同步发电机来模拟电力系统的同步发电机，虽然其参数不能与大型发电机相似，但也可以看成是一种具有特殊参数的电力系统的发电机。发电机的励磁系统可以用外加直流电源通过手

2、动來调节，也可以切换到台上的微机励磁调节器来实现口动调节。实验台的输电线路是用多个接成链型的电抗线圈来模拟，其电抗值满足相似条件。“无穷大”母线就直接用实验室的交流电源，因为它是由实际电力系统供电的，因此，它基本上符合“无穷大”母线的条件。为了进行测量，实验台设置了测量系统，以测量各种电量(电流、电压、功率、频率)。为了测量发电机转子与系统的相对位置角(功率角)，在发电机轴上装设了闪光测角装置。此外，台上还设置了模拟短路故障等控制设备。电力系统静态稳定问题是指电力系统受到小干扰后，各发电机能否不失同步恢复到原来稳定状态的能力。在实验中测量单回路和双回路运行时，发电机不同出力情况下各

3、节点的电压值，并测出静态稳定极限数值记录在表格屮。电力系统暂态稳泄问题是指电力系统受到较大的扰动之后，各发电机能否过渡到新的稳定状态，继续保持同步运行的问题。在各种扰动中以短路故障的扰动最为严重。正常运行吋发电机功率特性为：Pl=(EoXUo)Xsin6^X1；短路运行时发电机功率特性为：P2=(EoXUo)Xsing/X2；故障切除发电机功率特性为：P3=(EoXUo)Xsing/X3；对这三个公式进行比较，我们可以知道决定功率特性发生变化与阻抗和功角特性有关。而系统保持稳定条件是切除故障角6c小于6max,6max可由等面积原则计算出来。本实验就是基于此原理，由于不同短路状态下

4、，系统阻抗X2不同，同时切除故障线路不同也使X3不同，＜Smax也不同，使对故障切除的时间要求也不同。同时，在故障发生时及故障切除通过强励磁增加发电机的电势，使发电机功率特性中Eo增加，使6max增加，相应故障切除的时间也可延长；由于电力系统发生瞬间单相接地故障较多，发生瞬间单相故障时采用自动重合闸，使系统进入正常工作状态。这两种方法都有利于提高系统的稳定性。三、实验项目与结果双回路对称运行与单回路对称运行比较实验原动机采用手动模拟方式开机，励磁釆用手动励磁方式，然后启机、建压、并网后调整发电机电压和原动机功率，使输电系统处于不同的运行状态（输送功率的大小，线路首、末端电压的差别等

5、），观察记录线路首、末端的测量表计值及线路开关站的电压值，计算、分析、比较运行状态不同时，运行参数变化的特点及数值范围，例如电压损耗、电压降落、沿线电压变化、两端无功功率的方向（根据沿线电压大小比较判断）等。Z后将原来的单回线路改成双冋路运行，按照上述步骤再次进行测量，将两次实验结果进行比较，见下表（表1）。表中所有测量电压均是线电压〃佔P(kW)Q(kVar)1(A)Uf(V)Uz(V)U„(V)AU(V)△U(V)单回路0.40.30.7536035033030300.60.41.37535534033025250.80.41.87535033533020201.00.3134

6、03203301010双回路0.40.40.87535534533025250.60.41.035034033020200.80.41.535034033020201.00.41.753453353301515表1.双回路与单回路运行实验结果短路类型对暂态稳定的影响实验本实验台通过对操作台上的短路选择按钮的组合可进行单相接地短路，两相相I'可短路,两相接地短路和三相短路试验。固定短路地点，短路切除时间和系统运行条件，在发电机经双回线与“无穷大”电网联网运行时，某一冋线发生某种类型短路，经-•定时I'可切除故障成单回线运行。短路的切除时I'可在微机保护装置屮设定，同时要设定重合闸是否

7、投切。在手动励磁方式下通过调速器的增（减）速按钮调节发电机向电网的出力，测定不同短路运行时能保持系统稳定时发电机所能输出的最大功率，并进行比较，分析不同故障类型对暂态稳定的影响。将实验结果与理论分析结果进行分析比较。Pmax为系统可以稳定输出的极限，注意观察有功表的读数，当系统出于振荡临界状态时，记录有功表读数，最大电流读数可以从YHB-III型微机保护装置读出。短路切除时间t=0.5s短路类型：单相接地短路QF1QF2QF3QF4QF5QF6Pmax(kW)最大短路