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第九章 电力系统静态稳定性分析主要内容提示：电力系统的稳定性，是指当电力系统在正常运行状态下突然受到某种干扰后，能否经过一定的时间后又恢复到原来的运行状态或者过渡到一个新的稳定运行状态的能力。
如果能够，则认为系统在该运行状态下是稳定的。
反之，若系统不能回到原来的运行状态，也不能建立一个新的稳定运行状态，则说明系统的状态变量没有一个稳定值，而是随着时间不断增大或振荡，系统是不稳定的。
电力系统的稳定性，按系统遭受到大小干扰的不同，可分为静态稳定性和暂态稳定性。
电力系统的静态稳定性即是在小干扰下的稳定性，电力系统的暂态稳定性是在大干扰下的稳定性。
本章主要讨论：各类旋转元件的机电特性，简单电力系统的静态稳定性及提高电力系统静态稳定的措施。
重点是系统静态稳定的实用判据和小干扰法的应用。
§9—1 各类旋转元件的机电特性本节讨论两个基本问题：同步发电机组转子运动方程及功—角特性()δP ；异步电动机组转子运动方程及电磁转矩与转差的关系()s M 。
一、发电机的转子运动方程在发电机转轴上有两个转矩作用（略摩擦转矩），一个是原动机作用的机械转矩T M ，与之对应的功率T P 为机械功率；另一个是发电机作用的电磁转矩E M ，与之对应的功率E P 为电磁功率。
发电机转轴上的净加速转矩：αJ M M M E T =-=∆ 其中 J 为转子的转动惯量，α为机械角加速度。
当N ωω=时，1=*ω，则**∆=∆P M发电机的转子运动方程：****-=∆=⋅=∆E T N JP P P dt d T M 22δω（*符号可省略） 写成状态方程：()⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧-==-=E T J N N P P T dt d dt d dt d ωωδωωδ22惯性时间常数：2222222100074.246024N BB N B N B N J n S GD S GD n S GD S J T =⎪⎭⎫ ⎝⎛=⋅==πΩΩ(s) J T 的物理意义：当机组输出电磁转矩0=*E M 、输入的机械转矩1=*T M 时，机组从静止升速到额定转速所需的时间。
电力系统分析课程教学大纲（适用电气工程及其自动化专业电气工程方向）（共80 学时）一、课程的性质、地位、任务和教学目标（一）课程的性质和地位本课程是电气工程及其自动化专业的专业核心基础课程之一，是一门理论性和实践性都很强的课程。
本课程为高低压电气设备、电力系统继电保护、电力系统自动化以及其他相关专业选修课程奠定理论基础。
（二）课程的主要任务通过本课程的学习，使学生对电力系统的组成、运行特点、分析方法有全面的了解；熟悉电力系统各元件的特点、数学模型和相互间的关系，理解并掌握电力系统稳态和暂态分析分析的物理概念、原理和方法；并在工程分析计算和解决实际问题的能力上得到训练和培养，为今后进一步的学习和在实践中的应用打下一定的基础。
（三）课程的教学目标通过本课程的学习，掌握电力系统稳态、暂态分析的基本原理和方法，培养学生分析问题和解决问题的能力。
在学习本门课程前，应掌握“电路”、“电机学”等课程中的相关理论。
通过学习，使学生对电力系统的组成和运行有全面、深刻的了解。
掌握电力系统稳态运行、电力系统电磁和机电暂态过程、电力系统控制的各种分析和计算方法。
对应用计算机进行电力系统分析和计算有一定程度的了解并能简单应用。
二、课程教学环节组成本课程的教学环节包括课堂讲授，师生讨论学生自学，习题讨论课，习题，答疑，质疑和期末考试。
三、课程教学内容纲要第一章电力系统基本概述和基本概念【目的和要求】：了解电力系统及其发展情况；掌握电力系统中性点的接地方式；掌握电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求、电力系统额定电压的概念、电力系统的负荷和负荷曲线。
【重点和难点】：电力系统的概念和电能生产的特点及对电力系统运行的基本要求；电力系统各元件的额定电压；电力系统中性点接地方式。
【教学内容】第一节电力系统概述第二节第二节电力系统的电压等级和负荷第三节电力系统中性点的接地方式第二章电力系统元件参数和等值电路【目的和要求】：了解电力线路结构；掌握线路等值电路、变压器的等值电路、发电机及负荷的等值电路；掌握有名制和标幺制的计算。
发电机的主要特性高邮市微特电机厂的杨总在这里向大家介绍：发电机性能的主要是空载特性和负载运行特性。
而这些特性是用户选用发电机的重要依据。
空载特性：发电机不接负载时，电枢电流为零，称为空载运行。
此时电机定子的三相绕组只有励磁电流I f感生出的空载电动势E0（三相对称），其大小随I f的增大而增加。
但是，由于电机磁路铁心有饱和现象，所以两者不成正比。
反映空载电动势E0与励磁电流I f关系的曲线称为同步发电机的空载特性。
电枢反应：当发电机接上对称负载后，电枢绕组中的三相电流会产生另一个旋转磁场，称电枢反应磁场。
其转速正好与转子的转速相等，两者同步旋转。
同步发电机的电枢反应磁场与转子励磁磁场均可近似地认为都按正弦规律分布。
它们之间的空间相位差取决于空载电动势E0与电枢电流I之间的时间相位差。
电枢反应磁场还与负载情况有关。
当发电机的负载为电感性时，电枢反应磁场起去磁作用，会导致发电机的电压降低；当负载呈电容性时，电枢反应磁场起助磁作用，会使发电机的输出电压升高。
负载运行特性：主要指外特性和调整特性。
外特性是当转速为额定值、励磁电流和负载功率因数为常数时，发电机端电压U与负载电流I之间的关系。
调整特性是转速和端电压为额定值、负载功率因数为常数时，励磁电流If与负载电流I之间的关系。
同步发电机的电压变化率约为20～40%。
一般工业和家用负载都要求电压保持基本不变。
为此，随着负载电流的增大，必须相应地调整励磁电流。
虽然调整特性的变化趋势与外特性正好相反，对于感性和纯电阻性负载，它是上升的，而在容性负载下，一般是下降的。
相关术语发电机：能把机械能转变为电能的设备的总称。
所产生的电能可以是直流电也可以是交流电。
接地：是指电路与大地之间或与某些和大地相通的导电物体之间的连接。
怠速控制：一种可直接根据电气负载对发动机的怠速进行控制的系统。
点火线圈：为火花塞提供直流电压的器件。
永磁发电机：一种带有永久磁铁的交流发电机，用于产生内燃机点火所需要的电流。
