2012注冊電氣工程師輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性上

　　淺談如何提高整流電路交流輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性$lesson$

　　一、輸電系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性,是輸電系統(tǒng)安全可靠運(yùn)行的重要因數(shù)

　　隨著輸電系統(tǒng)規(guī)模的擴(kuò)大,輸電距離和輸送容量大大增大,系統(tǒng)的穩(wěn)定問題就顯得比較突出?？梢哉f,輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性是限制交流電流遠(yuǎn)距離輸電送電距離和輸送能力的決定因素。所以,必須采取各種措施來提高輸電系統(tǒng)的穩(wěn)定性,從而提高輸送能力。從靜態(tài)穩(wěn)定分析可知,如果正確選擇調(diào)節(jié)器的參數(shù),使輸電系統(tǒng)不發(fā)生自發(fā)振蕩時(shí),那么輸電系統(tǒng)具有較高的功率極限,一般也就具有較高的運(yùn)行穩(wěn)定度。從暫態(tài)穩(wěn)定分析可知,輸電系統(tǒng)受大擾動(dòng)后,發(fā)電機(jī)軸上出現(xiàn)的不平衡轉(zhuǎn)矩將使發(fā)電機(jī)產(chǎn)生劇烈的相對運(yùn)動(dòng);當(dāng)發(fā)電機(jī)的相對角的振蕩超過一定限度時(shí),發(fā)電機(jī)便會(huì)失去同步,從而破壞了穩(wěn)定性。從這些概念出發(fā)可以得出提高輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性和輸送能力的一般原則是:一是盡可能地提高輸電系統(tǒng)的功率極限;即應(yīng)從提高發(fā)電機(jī)的電勢E、減小系統(tǒng)電抗x、提高和穩(wěn)定系統(tǒng)電壓U等方面著手。二是盡可能減小電機(jī)相對運(yùn)行的振蕩幅度;即應(yīng)從提高暫態(tài)穩(wěn)定,減小發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上的不平衡功率、減小轉(zhuǎn)子相對加速度以及減少轉(zhuǎn)子相對動(dòng)能變化量等方面著手。

　　二、提高交流輸電系統(tǒng)穩(wěn)定性的措施

　　彩用自動(dòng)調(diào)節(jié)勵(lì)磁裝置:當(dāng)發(fā)電機(jī)裝設(shè)自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器時(shí),發(fā)電機(jī)可看做具有E′q為常數(shù)的功率特性,這也就相當(dāng)于將發(fā)電機(jī)的電抗從同步電抗xd減小為暫態(tài)電抗x′d了。發(fā)電機(jī)的電抗在輸電系統(tǒng)總電抗中所占的比重很大,因此,減小發(fā)電機(jī)的電抗可以提高系統(tǒng)的功率維持發(fā)電機(jī)端電壓為常數(shù),這就相當(dāng)于將發(fā)電機(jī)的電抗減小為零。因此,發(fā)電機(jī)裝設(shè)先進(jìn)的調(diào)節(jié)器就相當(dāng)于縮短了發(fā)電機(jī)與系統(tǒng)間的電氣距離,從而提高了靜態(tài)穩(wěn)定性。自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)對改善暫態(tài)穩(wěn)定也有明顯作用,良好的自動(dòng)勵(lì)磁在暫態(tài)搖擺過程中能增大系統(tǒng)的阻尼,從而能使系統(tǒng)振蕩迅速平息下來,縮短搖擺過程,這是十分有利的。此外,為改善暫態(tài)穩(wěn)定性,現(xiàn)在的勵(lì)磁系統(tǒng)都配備有某種強(qiáng)行勵(lì)磁裝置,其作用是在系統(tǒng)故障時(shí),迅速增加發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電壓,減小了E′q的衰減程度,如果強(qiáng)行勵(lì)磁倍數(shù)很高,甚至可以使暫態(tài)電勢增大。

　　改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及減小線路電抗:電網(wǎng)結(jié)構(gòu)是輸電系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ),改善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的方法較多;例如增加輸電線路的回路數(shù),減小線路電抗加強(qiáng)系統(tǒng)的聯(lián)系;另外,當(dāng)輸電線路通過的地區(qū)原來就有輸電系統(tǒng)時(shí),將這些中間系統(tǒng)與輸電線路連接成為較大的聯(lián)合輸電系統(tǒng),這樣可以使長距離的輸電線路中間點(diǎn)的電壓得到維持,相當(dāng)于將輸電線路分成兩段,縮小了電氣距離。而且,中間系統(tǒng)還可與輸電線交換有功功率,起到互為備用的作用。在輸電系統(tǒng)中間接入中間調(diào)相機(jī),這些調(diào)相機(jī)配有先進(jìn)的自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器,則可以維持調(diào)相機(jī)端點(diǎn)電壓甚至變壓器高壓母線電壓恒定。

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