电力系统故障分析第七章电力系统振荡分析课件.ppt

1、第7章 电力系统振荡分析教学目的：教学目的：建立建立电力系统振荡的概念电力系统振荡的概念掌握电力系统振荡时电气量的变化特点掌握电力系统振荡时电气量的变化特点掌握识别振荡和故障的方法掌握识别振荡和故障的方法第一节第一节 振荡时电气量变化分析振荡时电气量变化分析系统短路故障切除较慢；系统联系薄弱，线路输送功率超过静稳定极限；系系统短路故障切除较慢；系统联系薄弱，线路输送功率超过静稳定极限；系统无功不足，引起电压降低；线路非同期重合闸；同步发电机励磁降低或消统无功不足，引起电压降低；线路非同期重合闸；同步发电机励磁降低或消失等。失等。振荡产生的原因：振荡产生的原因：两部分等值电动势的夹角摆动范围没有

2、超过，并经过若干摆动后又恢复同步两部分等值电动势的夹角摆动范围没有超过，并经过若干摆动后又恢复同步运行的情况运行的情况.稳定振荡或同步振荡稳定振荡或同步振荡：两部分等值电动势的夹角摆动范围超过，并经过若干摆动后不能恢复同步运两部分等值电动势的夹角摆动范围超过，并经过若干摆动后不能恢复同步运行的情况行的情况。非稳定振荡或非同步振荡非稳定振荡或非同步振荡:系统振荡系统图系统振荡系统图以下分析三相参数对称的全相运行时的振荡特点以下分析三相参数对称的全相运行时的振荡特点 一、振荡电流一、振荡电流 MNMLNEEIZZZMN11MNEEE当当时：时：NMNNNMjtj(-)tjtjtjtjMN11EEE

3、eEeE eeE ee（）（）MNs)tt（振荡电流幅值为：振荡电流幅值为：js111111221sinsin22EEEIetZZZ振荡电流作周期性平滑变化：振荡电流作周期性平滑变化：振荡电流大小变化波形振荡电流大小变化波形 当当 时，振荡电流幅值有最小值（考虑负荷电流后不为零）；时，振荡电流幅值有最小值（考虑负荷电流后不为零）；当当 时，振荡电流幅值有最大值时，振荡电流幅值有最大值 ；当当 从从 变化一周，振荡电流完成一个周期的变化变化一周，振荡电流完成一个周期的变化。0=018112EZ0360二、振荡电压二、振荡电压（a）振荡电压的相量图）振荡电压的相量图 （b）各点电压大小变化波形）各

4、点电压大小变化波形222M1M1P1111OPPZOZE 1 41sinZZ2ZZU三、振荡中心电压三、振荡中心电压 振荡时电压最低的一点称为振荡时电压最低的一点称为振荡中心振荡中心 可见振荡中心电压幅值也是随可见振荡中心电压幅值也是随 作周期变化。在作周期变化。在 时，振荡中心电时，振荡中心电压最大达压最大达E；当；当 时，为最小值时，为最小值0，从电压角度看相当于在，从电压角度看相当于在Z点发点发生了三相短路，此时必然会甩掉负荷。生了三相短路，此时必然会甩掉负荷。0180ZPcos90UU如果如果P点是母线点是母线M，则，则 就是保护安装处电压，振荡电流就是保护安装处电压，振荡电流 和振荡

5、电压和振荡电压 均可以从保护安装处测得，意味着振荡中心电压也可以在保护安装处测均可以从保护安装处测得，意味着振荡中心电压也可以在保护安装处测得得。PUIPU四、系统母线电压与振荡电流的相位关系四、系统母线电压与振荡电流的相位关系 j11eMM1M1j-je11e1argargarg111Z KeUZZIKeZeK 角随着角随着 角变化而变化，且与两侧电动势比值角变化而变化，且与两侧电动势比值 、与与 之比之比有关。有关。eKM1Z11Z五、母线电压与振荡电流的比值五、母线电压与振荡电流的比值 电压相量关系电压相量关系 测量阻抗关系测量阻抗关系e1K 可以证明动点可以证明动点O的轨迹就是圆或直线

6、。当的轨迹就是圆或直线。当 时，时，O点轨迹是直线点轨迹是直线AB的中垂的中垂线；当线；当 ，O点轨迹是包含点轨迹是包含B点的圆；当点的圆；当 ，O点轨迹是包含点轨迹是包含A点的圆；点的圆；轨迹与轨迹与 交点处对应交点处对应 ，与与 延长线交点处对应延长线交点处对应 。e1K e1K AB180AB360振荡时和短路时电气量有以下的不同振荡时和短路时电气量有以下的不同:振荡时电气量一般作平滑的周期性变化。因为振荡时振荡时电气量一般作平滑的周期性变化。因为振荡时 角不可能发生突角不可能发生突变，所以，电气量不会突然变化；而短路故障时电气量是突变的。变，所以，电气量不会突然变化；而短路故障时电气量

7、是突变的。全相振荡时系统保持对称性，系统中不会出现负序、零序分量，只有正全相振荡时系统保持对称性，系统中不会出现负序、零序分量，只有正序分量。在短路故障时一般会有负序或零序分量。非全相振荡时除正序分序分量。在短路故障时一般会有负序或零序分量。非全相振荡时除正序分量外，还会有负序、零序分量，它们会随量外，还会有负序、零序分量，它们会随 着着 作相应变化。作相应变化。振荡中电压与电流的相位差是变化的，而短路故障中电压与电流之间的振荡中电压与电流的相位差是变化的，而短路故障中电压与电流之间的相位差基本保持不变。相位差基本保持不变。180振荡中心的电压在振荡中心的电压在 时为时为0，相当于在振荡中心发

8、生三相短路，相当于在振荡中心发生三相短路，但是与三相短路故障还是有区别的。如是振荡，即使振荡中心在线路上，但是与三相短路故障还是有区别的。如是振荡，即使振荡中心在线路上，两侧流过相同的振荡电流；如在振荡中心发生三相短路，尽管振荡中心电两侧流过相同的振荡电流；如在振荡中心发生三相短路，尽管振荡中心电压为压为0，但是线路两侧电流均流向故障点。，但是线路两侧电流均流向故障点。第二节第二节 短路故障和振荡的区分短路故障和振荡的区分 一、采用电流突变量区分故障和振荡一、采用电流突变量区分故障和振荡二、利用电气量的变化速度不同区分短路和振荡二、利用电气量的变化速度不同区分短路和振荡三、利用负序电流、零序电流绝对值之和与正序电流绝对三、利用负序电流、零序电流绝对值之和与正序电流绝对值比值关系来识别值比值关系来识别四、利用检测三相电流大小不等、零序电流大小来识别四、利用检测三相电流大小不等、零序电流大小来识别五、利用振荡中心电压变化来识别振荡与对称故障五、利用振荡中心电压变化来识别振荡与对称故障