从前面几节的讨论中可以看到，电力系统受扰动后发电机之间相对运动的特性，表征电力系统稳定的性质。为了较准确和较严格地分析电力系统的稳定性，必须首先建立描述发电机转子运动的动态方程—发电机转子运动方程。这一节，将导出适合电力系统稳定计算用的发电机转子运动方程。发电机转子运动方程，是电力系统稳定分析计算中最基本的方程。......
2025-09-29
大扰动后发电机转子运动的特点
【摘要】：以两机电力系统为例，来说明复杂电力系统大扰动后各发电机转子运动的特点。由于两发电机共同供给负荷所需的功率。而G—2的电磁功率却大于它的原动机功率，它的转子将受到减速性过剩转矩作用而减速，使其低于同步速度，因而δ2将减小。这将使发电机之间的相对运动更加剧烈，相对角δ12急剧增大。在多发电机的复杂电力系统中，当发生大扰动时，各发电机输出的电磁功率将按扰动后的网络特性重新分配。
以两机电力系统为例，来说明复杂电力系统大扰动后各发电机转子运动的特点。图15-9所示为两机电力系统，其正常运行时，发电机G—1、G—2共同向负载LD供电。为简化
图15-9 两机系统暂态稳定计算用的等值电路
（a）正常运行；（b）短路状态
起见，负荷用恒定阻抗表示。这样，可以做出正常运行时的等值电路，并根据给定的运行条件，算出
以及发电机转子间的相对角
对于两机系统，由式（13-41）可得
根据上式可以做出功率特性曲线（见图15-10）。由于两发电机共同供给负荷所需的功率。所以G—1的功率随相对角δ12增大而增大；G—2的功率则随相对角δ12增大而减小。
在正常运行时，δ12＝δ120，发电机输出的功率，应为由P1Ⅰ和P2Ⅰ分别与δ120相交的点a1及a2所确定的P10和P20，它们分别等于各自原动机的功率PT1和PT2。(https://www.chuimin.cn)
如果在靠近发电机1的高压线路始端发生短路，则短路时的等值电路如图15-9（b）所示。此时各发电机的功率特性为
通常，高压网络的电抗远大于电阻，因此短路附加阻抗Z主要是电抗。并联电抗的接入，使转移阻抗增大，即|Z12Ⅱ|＞|Z12Ⅰ|。因而功率特性中与转移阻抗成反比的正弦项的幅值下降，从而使G—1的功率比正常时低，G—2的功率则比正常时的高（见图15-10中的P1Ⅱ、P2Ⅱ）。
图15-10 两机系统的功率特性
在突然短路瞬间，由于转子惯性，功角仍保持为δ120。此刻，G—1输出的电磁功率，由P1Ⅱ上的点b1确定；G—2的电磁功率由P2Ⅱ上的点b2确定。由图15-10可以看出，G—1的电磁功率比它的原动机的功率小，它的转子将受到加速性的过剩转矩作用而加速，使其转速高于同步速度，从而使δ1增大。而G—2的电磁功率却大于它的原动机功率，它的转子将受到减速性过剩转矩作用而减速，使其低于同步速度，因而δ2将减小。这将使发电机之间的相对运动更加剧烈，相对角δ12急剧增大。
在多发电机的复杂电力系统中，当发生大扰动时，各发电机输出的电磁功率将按扰动后的网络特性重新分配。这样，有的发电机因电磁功率小于原动机功率而加速，有的则因电磁功率大于原动机功率而减速。
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