01

電力系統(tǒng)穩(wěn)定概述和分類

電力系統(tǒng)穩(wěn)定分為三個電量的穩(wěn)定：電壓穩(wěn)定、頻率穩(wěn)定、功角穩(wěn)定。

功角的穩(wěn)定又分為三種：靜態(tài)穩(wěn)定、暫態(tài)穩(wěn)定和動態(tài)穩(wěn)定。

其中，靜態(tài)穩(wěn)定是系統(tǒng)受到小擾動后系統(tǒng)的穩(wěn)定性；暫態(tài)穩(wěn)定是大擾動后系統(tǒng)在隨后的1－2個周波的穩(wěn)定性；動態(tài)穩(wěn)定是小擾動后或者是大擾動1－2周波后的，并且采取技術(shù)措施后的穩(wěn)定性 。

上述三個穩(wěn)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(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)受到小干擾后,不發(fā)生自發(fā)振蕩和非同期性的失步,自動恢復(fù)到起始運(yùn)行狀態(tài)和能力。

一個碗中放一個球，當(dāng)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(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定不足。事實(shí)上，電力系統(tǒng)的小擾動不斷在發(fā)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(tǒng)的靜態(tài)穩(wěn)定極限就越大，系統(tǒng)也就越穩(wěn)定。

暫態(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)受到大干擾后，各發(fā)電機(jī)保持同步運(yùn)行并過渡到新的或恢復(fù)得到原來穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)的能力，通常指第一或第二擺不失步。

當(dāng)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(tǒng)的暫態(tài)穩(wěn)定問題。提高系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定的最主要措施就是快速的繼電保護(hù)。繼保的作用就相當(dāng)于減少這個外部力量的作用時(shí)間，繼保越快，外力的作用時(shí)間就越短，這個球就不會一下子掉下來。而自動電壓調(diào)節(jié)器此時(shí)作用相當(dāng)于自動改變這個碗的坡度，當(dāng)這個球上升時(shí)增加坡度，當(dāng)下降時(shí)就減少這個坡度，使這個球在碗中滾動幅度迅速減小。

動態(tài)穩(wěn)定

電力系統(tǒng)受到小的或大的擾動后，在自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下，保持較長過程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力，通常指電力系統(tǒng)受擾動后不發(fā)生發(fā)散振蕩或持續(xù)的振蕩，是電力系統(tǒng)功角穩(wěn)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(shí)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(yuǎn)不停的來回滾動甚至掉下來，我們就說這個系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性差。這里的摩擦阻力相當(dāng)于電力系統(tǒng)的阻尼，這個來回不斷施加的外部力量就相當(dāng)于自動電壓調(diào)節(jié)器產(chǎn)生的負(fù)阻尼。一般來說，自動電壓調(diào)節(jié)器在電力系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定中起壞作用，產(chǎn)生負(fù)阻尼，使整個系統(tǒng)阻尼減少。當(dāng)我們在自動電壓調(diào)節(jié)器中增添PSS裝置，PSS就把自動電壓調(diào)節(jié)器原來所產(chǎn)生的負(fù)阻尼變?yōu)檎枘幔喈?dāng)于增加碗和球的摩擦系數(shù)，使球的滾動幅度快速減小，于是這個系統(tǒng)的動態(tài)穩(wěn)定性就滿足要求。

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02

電力系統(tǒng)穩(wěn)定相關(guān)例題

1、電力系統(tǒng)動態(tài)穩(wěn)定性是指（ ）

A、正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到小干擾作用后，不發(fā)生自發(fā)振蕩或失步，自動恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。

B、是指電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，在自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下，保持長過程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力。

C、正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用后，保持同步運(yùn)行的能力。

D、正常運(yùn)行的電力系統(tǒng)受到大干擾作用時(shí)，不發(fā)生自發(fā)振蕩和失步，自動恢復(fù)到初始運(yùn)行狀態(tài)的能力。

答案：B解析：動態(tài)穩(wěn)定性指的是電力系統(tǒng)受到小的或大的干擾后，在自動調(diào)節(jié)和控制裝置的作用下，保持長過程的運(yùn)行穩(wěn)定性的能力。

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2、電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的最終目的是（ ）

A、求發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺曲線，并根據(jù)搖擺曲線判斷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

B、求發(fā)電機(jī)的功角特性曲線，并根據(jù)發(fā)電機(jī)的功角特性曲線線判斷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

C、求發(fā)電機(jī)定子電流的變化曲線，并根據(jù)電流變化曲線判斷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

D、求發(fā)電機(jī)端電壓變化曲線，并很據(jù)電壓變化曲線判斷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。

答案：A 解析：電力系統(tǒng)穩(wěn)定分析的目的是通過求取發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子搖擺曲線，根據(jù)搖擺曲線判斷系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性所屬知識點(diǎn)：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念難度系數(shù)：2（難、中、易，依次對應(yīng)3、2、1）

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3、分析電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性應(yīng)考慮的干擾形式是（ ）

A、系統(tǒng)切除一臺并列運(yùn)行的變壓器或發(fā)電機(jī)。

B、系統(tǒng)大容量用用電設(shè)備的突然投入會退出。

C、系統(tǒng)三相短路。

D、電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行導(dǎo)則規(guī)定的擾動形式。

答案：D 解析：暫態(tài)穩(wěn)定性應(yīng)考慮《電力系統(tǒng)安全穩(wěn)定導(dǎo)則》規(guī)定的所有擾動形式所屬知識點(diǎn)：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念難度系數(shù)：2（難、中、易，依次對應(yīng)3、2、1）

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4、作為判據(jù)

主要應(yīng)用于分析簡單系統(tǒng)的（ ）

A、暫態(tài)穩(wěn)定 B、故障計(jì)算 C、靜態(tài)穩(wěn)定 D、調(diào)壓計(jì)算

答案：C 解析：該判據(jù)是靜態(tài)穩(wěn)定判據(jù)所屬知識點(diǎn)：電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定的實(shí)用判據(jù)難度系數(shù)：1（難、中、易，依次對應(yīng)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(tǒng)并列運(yùn)行暫態(tài)穩(wěn)定性的一組措施是（ ）

A、快速切除故障，快速關(guān)閉汽輪發(fā)電機(jī)氣門，變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。

B、快速切除故障，線路裝設(shè)重合閘，變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地。

C、快速切除故障，快速關(guān)閉汽輪發(fā)電機(jī)氣門，線路裝設(shè)重合閘。

D、快速切除故障，變壓器中性點(diǎn)經(jīng)小電阻接地，發(fā)電機(jī)裝設(shè)強(qiáng)勵磁裝置。

答案：C 解析：變壓器中性點(diǎn)經(jīng)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(shí)系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性，但對三相短路不起作用所屬知識點(diǎn)：提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施難度系數(shù)：2（難、中、易，依次對應(yīng)3、2、1）

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6、重合閘的動作時(shí)間主要取決于，滅弧的去游離時(shí)間，去游離時(shí)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(fù)荷大小和故障電流的大小

C、線路的負(fù)荷大小和電壓等級

D、線路負(fù)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(wěn)定愈有利，但是重合閘的時(shí)間受到短路處去游離時(shí)間的限制。如果在原來短路處產(chǎn)生電弧的地方，氣體還處在游離的狀態(tài)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(kuò)大故障。去游離的時(shí)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(shí)間愈長。

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7、［多選］下列措施能夠提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的是（ ）

A、快速切除故障

B、采用自動重合閘裝置

C、強(qiáng)行勵磁裝置和電氣制動措施

D、控制原動機(jī)輸出的機(jī)械功率

答案：ABCD 解析：提高暫穩(wěn)的措施：1）快速切除故障和自動重合閘裝置的應(yīng)用；2）提高發(fā)電機(jī)輸出的電磁功率（發(fā)電機(jī)實(shí)行強(qiáng)行勵磁，電氣制動，變壓器中性點(diǎn)小電阻接地）；3）減少原動機(jī)輸出的機(jī)械功率所屬知識點(diǎn)：提高電力系統(tǒng)暫態(tài)穩(wěn)定性的措施難度系數(shù)：2（難、中、易，依次對應(yīng)3、2、1）

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8、［多選］提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施有（ ）

A、采用自動調(diào)節(jié)勵磁裝置 B、減小元件的電抗

C、改善系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備 D、采用自動重合閘

答案：ABC 解析：提高靜態(tài)穩(wěn)定性的措施：1）采用先進(jìn)的自動勵磁調(diào)節(jié)裝置；2）減小線路電抗（分裂導(dǎo)線，通過線路電壓等級，串聯(lián)電容補(bǔ)償）；3）改善系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和采用中間補(bǔ)償設(shè)備所屬知識點(diǎn)：提高電力系統(tǒng)靜態(tài)穩(wěn)定性的措施難度系數(shù)：2（難、中、易，依次對應(yīng)3、2、1）

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9、［多選］為保證電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性，維持電網(wǎng)頻率、電壓的正常水平，系統(tǒng)應(yīng)有足夠（ ）

A、備用變壓器容量； B、靜態(tài)穩(wěn)定儲備；

C、有功備用容量； D、無功備用容量

答案：BCD 解析：保證穩(wěn)定性，需要足夠的靜態(tài)穩(wěn)定儲備；維持電網(wǎng)頻率，需要足夠的有功儲備；維持電壓水平，需要足夠的無功儲備所屬知識點(diǎn)：電力系統(tǒng)穩(wěn)定性的基本概念難度系數(shù)：2（難、中、易，依次對應(yīng)3、2、1）

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