電力系統暫態穩定與動態穩定的區別;電力系統暫態穩定和動態穩定

2024-01-16 16:43:24

電力系統穩定概述和分類

電力系統穩定分為三個電量的穩定：電壓穩定、頻率穩定、功角穩定。

功角的穩定又分為三種：靜態穩定、暫態穩定和動態穩定。

其中，靜態穩定是系統受到小擾動后系統的穩定性；暫態穩定是大擾動后系統在隨后的1－2個周波的穩定性；動態穩定是小擾動后或者是大擾動1－2周波后的，并且采取技術措施后的穩定性。

上述三個穩定性概念，采用一個碗中放置一個球，用這個球在受到外部作用后是否回到原來的位置來比喻說明：

靜態穩定

電力系統受到小干擾后,不發生自發振蕩和非同期性的失步,自動恢復到起始運行狀態和能力。

一個碗中放一個球，當這個球受到外部的一個小力量，它就偏離原來位置，如果這個碗高度很矮，矮的像一個盤子，這個球就有可能從碗中掉下來，我們就說這個系統靜態穩定不足。事實上，電力系統的小擾動不斷在發生，碗中的球也就在碗底不斷的在滾動，碗的高度越高，這個系統的靜態穩定極限就越大，系統也就越穩定。

暫態穩定

電力系統受到大干擾后，各發電機保持同步運行并過渡到新的或恢復得到原來穩定運行狀態的能力，通常指第一或第二擺不失步。

當碗中的球受到一個大的外部力量，這個球能否還在碗中就是系統的暫態穩定問題。提高系統暫態穩定的最主要措施就是快速的繼電保護。繼保的作用就相當于減少這個外部力量的作用時間，繼保越快，外力的作用時間就越短，這個球就不會一下子掉下來。而自動電壓調節器此時作用相當于自動改變這個碗的坡度，當這個球上升時增加坡度，當下降時就減少這個坡度，使這個球在碗中滾動幅度迅速減小。

動態穩定

電力系統受到小的或大的擾動后，在自動調節和控制裝置的作用下，保持較長過程的運行穩定性的能力，通常指電力系統受擾動后不發生發散振蕩或持續的振蕩，是電力系統功角穩定的另一種形式。

如果這個碗和球之間的摩擦很小，這個球受到擾動后在碗中來回滾動時間就很長，特別是，如果這個擾動的外力不斷的來回施加，就比如我們不斷的蕩秋千，這個球就永遠不停的來回滾動甚至掉下來，我們就說這個系統的動態穩定性差。這里的摩擦阻力相當于電力系統的阻尼，這個來回不斷施加的外部力量就相當于自動電壓調節器產生的負阻尼。一般來說，自動電壓調節器在電力系統的動態穩定中起壞作用，產生負阻尼，使整個系統阻尼減少。當我們在自動電壓調節器中增添PSS裝置，PSS就把自動電壓調節器原來所產生的負阻尼變為正阻尼，相當于增加碗和球的摩擦系數，使球的滾動幅度快速減小，于是這個系統的動態穩定性就滿足要求。

電力系統穩定相關例題

1、電力系統動態穩定性是指（）

A、正常運行的電力系統受到小干擾作用后，不發生自發振蕩或失步，自動恢復到初始運行狀態的能力。

B、是指電力系統受到小的或大的干擾后，在自動調節和控制裝置的作用下，保持長過程的運行穩定性的能力。

C、正常運行的電力系統受到大干擾作用后，保持同步運行的能力。

D、正常運行的電力系統受到大干擾作用時，不發生自發振蕩和失步，自動恢復到初始運行狀態的能力。

答案：B解析：動態穩定性指的是電力系統受到小的或大的干擾后，在自動調節和控制裝置的作用下，保持長過程的運行穩定性的能力。

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2、電力系統穩定分析的最終目的是（）

A、求發電機轉子搖擺曲線，并根據搖擺曲線判斷系統運行的穩定性。

B、求發電機的功角特性曲線，并根據發電機的功角特性曲線線判斷系統運行的穩定性。

C、求發電機定子電流的變化曲線，并根據電流變化曲線判斷系統運行的穩定性。

D、求發電機端電壓變化曲線，并很據電壓變化曲線判斷系統運行的穩定性。

答案：A 解析：電力系統穩定分析的目的是通過求取發電機轉子搖擺曲線，根據搖擺曲線判斷系統運行的穩定性所屬知識點：電力系統穩定性的基本概念難度系數：2（難、中、易，依次對應3、2、1）

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3、分析電力系統暫態穩定性應考慮的干擾形式是（）

A、系統切除一臺并列運行的變壓器或發電機。

B、系統大容量用用電設備的突然投入會退出。

C、系統三相短路。

D、電力系統安全穩定運行導則規定的擾動形式。

答案：D 解析：暫態穩定性應考慮《電力系統安全穩定導則》規定的所有擾動形式所屬知識點：電力系統穩定性的基本概念難度系數：2（難、中、易，依次對應3、2、1）

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4、作為判據

主要應用于分析簡單系統的（）

A、暫態穩定 B、故障計算 C、靜態穩定 D、調壓計算

答案：C 解析：該判據是靜態穩定判據所屬知識點：電力系統靜態穩定的實用判據難度系數：1（難、中、易，依次對應3、2、1）

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5、下面能夠提高三相短路情況下電力系統并列運行暫態穩定性的一組措施是（）

A、快速切除故障，快速關閉汽輪發電機氣門，變壓器中性點經小電阻接地。

B、快速切除故障，線路裝設重合閘，變壓器中性點經小電阻接地。

C、快速切除故障，快速關閉汽輪發電機氣門，線路裝設重合閘。

D、快速切除故障，變壓器中性點經小電阻接地，發電機裝設強勵磁裝置。

答案：C 解析：變壓器中性點經小電阻接地，是針對接地故障的電氣制動，可提高接地故障時系統暫態穩定性，但對三相短路不起作用所屬知識點：提高電力系統暫態穩定性的措施難度系數：2（難、中、易，依次對應3、2、1）

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6、重合閘的動作時間主要取決于，滅弧的去游離時間，去游離時間主要和（）

A、線路的電壓等級和故障電流的大小

B、線路的負荷大小和故障電流的大小

C、線路的負荷大小和電壓等級

D、線路負荷的大小和線路擾動的大小

答案A解析：重合閘動作愈快對穩定愈有利，但是重合閘的時間受到短路處去游離時間的限制。如果在原來短路處產生電弧的地方，氣體還處在游離的狀態下而過早地重合線路斷路器，將引起再度燃弧，使重合閘不成功甚至擴大故障。去游離的時間主要取決于線路的電壓等級和故障電流的大小，電壓愈高，故障電流愈大，則去游離時間愈長。

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7、［多選］下列措施能夠提高電力系統暫態穩定性的是（）

A、快速切除故障

B、采用自動重合閘裝置

C、強行勵磁裝置和電氣制動措施

D、控制原動機輸出的機械功率

答案：ABCD 解析：提高暫穩的措施：1）快速切除故障和自動重合閘裝置的應用；2）提高發電機輸出的電磁功率（發電機實行強行勵磁，電氣制動，變壓器中性點小電阻接地）；3）減少原動機輸出的機械功率所屬知識點：提高電力系統暫態穩定性的措施難度系數：2（難、中、易，依次對應3、2、1）

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8、［多選］提高靜態穩定性的措施有（）

A、采用自動調節勵磁裝置 B、減小元件的電抗

C、改善系統的結構和采用中間補償設備 D、采用自動重合閘

答案：ABC 解析：提高靜態穩定性的措施：1）采用先進的自動勵磁調節裝置；2）減小線路電抗（分裂導線，通過線路電壓等級，串聯電容補償）；3）改善系統結構和采用中間補償設備所屬知識點：提高電力系統靜態穩定性的措施難度系數：2（難、中、易，依次對應3、2、1）