電氣工程師供配電復習資料:電力基礎知識5


15、保證和提高電力系統靜態穩定的措施有哪些?
答:電力系統的靜態穩定性是電力系統正常運行時的穩定性,電力系統靜態穩定性的基本性質說明,靜態儲備越大則靜態穩定性越高。提高靜態穩定性的措施很多,但是根本性措施是縮短“電氣距離”。主要措施有:
(1)、減少系統各元件的電抗:減小發電機和變壓器的電抗,減少線路電抗(采用分裂導線);
(2)、提高系統電壓水平;
(3)、改善電力系統的結構;
(4)、采用串聯電容器補償;
(5)、采用自動調節裝置;
(6)、采用直流輸電。
在電力系統正常運行中,維持和控制母線電壓是調度部門保證電力系統穩定運行的主要和日常工作。維持、控制變電站、發電廠高壓母線電壓恒定,特別是樞紐廠(站)高壓母線電壓恒定,相當于輸電系統等值分割為若干段,這樣每段電氣距離將遠小于整個輸電系統的電氣距離,從而保證和提高了電力系統的穩定性。
16、提高電力系統的暫態穩定性的措施有哪些?
答:提高靜態穩定性的措施也可以提高暫態穩定性,不過提高暫態穩定性的措施比提高靜態穩定性的措施更多。提高暫態穩定性的措施可分成三大類:一是縮短電氣距離,使系統在電氣結構上更加緊密;二是減小機械與電磁、負荷與電源的功率或能量的差額并使之達到新的平衡;三是穩定破壞時,為了限制事故進一步擴大而必須采取的措施,如系統解列。提高暫態穩定的具體措施有:
(1)、繼電保護實現快速切除故障;
(2)、線路采用自動重合閘;
(3)、采用快速勵磁系統;
(4)、發電機增加強勵倍數;
(5)、汽輪機快速關閉汽門;
(6)、發電機電氣制動;
(7)、變壓器中性點經小電阻接地;
(8)、長線路中間設置開關站;
(9)、線路采用強行串聯電容器補償;
(10)、采用發電機-線路單元結線方式;
(11)、實現連鎖切機;
(12)、采用靜止無功補償裝置;
(13)、系統設置解列點;
(14)、系統穩定破壞后,必要且條件許可時,可以讓發電機短期異步運行,盡快投入系統備用電源,然后增加勵磁,實現機組再同步。
17、采用單相重合閘為什么可以提高暫態穩定性?
答:采用單相重合閘后,由于故障時切除的是故障相而不是三相,在切除故障相后至重合閘前的一段時間里,送電端和受電端沒有完全失去聯系(電氣距離與切除三相相比,要小得多),如圖所示:這就可以減少加速面積,增加減速面積,提高暫態穩定性。
圖中:Ⅰ為故障前的功角特性曲線;Ⅱ為切除一相后的功角特性曲線;Ⅲ為一相故障后的功角特性曲線。δ0為故障開始時刻的功角;δq為故障切除時刻的功角;δH為單相重合時刻的功角。
18、什么叫同步發電機的同步振蕩和異步振蕩?
答:同步振蕩:當發電機輸入或輸出功率變化時,功角δ將隨之變化,但由于機組轉動部分的慣性,δ不能立即達到新的穩態值,需要經過若干次在新的δ值附近振蕩之后,才能穩定在新的δ下運行。這一過程即同步振蕩,亦即發電機仍保持在同步運行狀態下的振蕩。
異步振蕩:發電機因某種原因受到較大的擾動,其功角δ在0∽360°之間周期性地變化,發電機與電網失去同步運行的狀態。在異步振蕩時,發電機一會工作在發電機狀態,一會工作在電動機狀態。
19、如何區分系統發生的振蕩屬同步振蕩還是異步振蕩?
答:異步振蕩其明顯特征是,系統頻率不能保持同一個頻率,且所有電氣量和機械量波動明顯偏離額定值。如發電機、變壓器和聯絡線的電流表,功率表周期性地大幅度擺動;電壓表周期性大幅擺動,振蕩中心的電壓擺動最大,并周期性地降到接近于零;失步的發電廠間的聯絡的輸送功率往復擺動;送端系統頻率升高,受端系統的頻率降低并有擺動。
同步振蕩時,其系統頻率能保持相同,各電氣量的波動范圍不大,且振蕩在有限的時間內衰減從而進入新的平衡運行狀態。
20、系統振蕩事故與短路事故有什么不同?
答:電力系統振蕩和短路的主要區別是:
振蕩時系統各點電壓和電流值均作往復性擺動,而短路時電流、電壓值是突變的。此外,振蕩時電流、電壓值的變化速度較慢,而短路時電流、電壓值突然變化量很大。
振蕩時系統任何一點電流與電壓之間的相位角都隨功角的變化而改變;而短路時,電流與電壓之間的角度是基本不變的。
振蕩時系統三相是對稱的;而短路時系統可能出現三相不對稱。
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