提高电力系统暂态稳定性的有效措施

从暂态稳定的分析可知，若系统受到大扰动后，发电机转子轴上的不平衡力矩将使并联运行发电机转子之间发生剧烈的相对运动，当发电机之间的功率角振荡超过一定限度时，发电机便会失去同步。因此，提高电力系统暂态稳定性的措施有以下几项：

1.快速切除故障

快速切除故障是提高电力系统暂态稳定性最根本、最有效的措施。根据等面积定则，要使系统获得暂态稳定性，必须尽量减小加速面积，增大最大可能减速面积。减小加速面积最直接的方法就是快速切除故障。

切除故障的时间包括继电保护动作时间和从断路器接到跳闸脉冲到触头分开电弧熄灭为止的时间总和。因此，减小切除故障时间应从改善断路器性能和提高继电保护动作速度这两方面着手。目前最快可以做到短路故障后约一个工频周波（即0.02s）切除故障；220kV及以上电压等级的电力系统1/4至1/2周波内（即0.05～0.1s）切除故障。

2.采用自动重合闸装置

输电线路上的短路故障，绝大多数是瞬时性故障（例如雷击线路避雷器动作），当继电保护将故障线路两侧断路器断开，电弧熄灭后，绝缘又恢复到正常水平。在此情况下，若线路两侧都装有自动重合闸装置，则经预约时间延时后，两侧重合闸装置能自动将两侧断路器分别重合；若故障为永久性故障，则两侧重合闸装置能加速再次跳开两侧断路器。运行统计资料表明，输电线路自动重合闸动作成功率在60%～90%之间。因此，电力系统《继电保护和安全自动装置技术规程》规定，对于1kV及以上电压等级的输电线路，当具有断路器时，应装设自动重合闸装置。高压线路的自动重合闸装置，不仅可提高供电的可靠性，而且更重要的是可提高系统暂态稳定性。自动重合闸装置对提高电力系统暂态稳定性起着十分显著的作用。

在高压线路中，发生单相接地短路故障的概率最大。若采用综合重合闸装置，当线路发生单相短路故障时，通过选相元件仅将故障相实现单相重合闸，而非故障相照常运行，这样可以更好地提高电力系统的暂态稳定性，特别对于单回输电线路与系统连接的网络，则具有更重要的意义。

3.设置开关站和采用强行串联电容补偿

（1）设置开关站。

当远距离输电线路的长度超过300km时，为了提高系统的稳定性，可以在输电线路中间设置开关站。若设置开关站，线路故障时切除的范围可以缩小，不仅提高系统的暂态稳定性，也提高故障后系统的静态稳定性。

（2）采用强行串联电容补偿。

若已经在输电线路上设置了串联电容补偿，为了提高系统的暂态稳定性和故障后的静态稳定性，以及改善故障时的电压质量，可以考虑采用强行串联电容补偿。

4.采用电气制动和变压器中性点经小电阻接地

（1）电气制动。

所谓电气制动，就是当系统发生故障时，若送电端发电机输出给系统的电磁功率急剧减小，在送电端发电机出线立即投入电阻负荷（一般在发电机出线母线或升压变压器高压侧母线上加上一并联电阻），吸收发电机因系统故障而产生的过剩功率，抑制发电机转子加速。(www.xing528.com)

许多大型水电厂把电气制动作为提高系统暂态稳定性的重要措施，因为水电厂调节阀门及水流的惯性较大，远不如火电厂快速气门的调节速度。

（2）变压器中性点经小电阻接地。

变压器中性点经小电阻接地实质上是系统在发生不对称接地短路时的电气制动。将小电阻接在发电机升压变压器星形侧中性点与大地之间。在正常运行状态下，没有电流通过小电阻；当系统发生不对称接地短路时，接在中性点的小电阻有零序电流通过。这时电阻中消耗的功率就起着电气制动的作用。

5.减小原动机输入的机械功率

当系统故障使送电端发电机输出的电磁功率突然减少时，可以通过减少原动机输入机械功率的办法，抑制发电机转子的加速，提高系统暂态稳定性。下面介绍两种常用的方法。

（1）联锁切机。

所谓联锁切机就是在输电线路发生短路切除故障线路的同时（或重合闸不成功时），联锁切除线路送电端发电厂的部分发电机组。

（2）快速控制调速气门。

现在大容量汽轮发电机组都是高温、高压具有中间再热的机组，而且都配置了反应较快的阀门控制系统。因此在系统故障期间，这种机组能够做到快速关闭汽门，降低原动机的输入功率，提高系统的暂态稳定性。

6.采用直流输电

直流输电是将送电端的交流电经升压、整流后，通过高压直流线路，送到受电端，然后在受电端将直流电逆变成交流电后，送入交流电力系统。由于直流输电传输的功率与频率无关，两端交流系统可以在不同的频率下，通过直流输电线路联在一起运行，所以，两个交流系统之间不存在稳定性问题。此外，还可以利用直流输电快速调整能力来提高两侧交流系统的稳定性。

7.利用调度自动化提供的信息及时调整运行方式

电力系统运行调度自动化系统，很多都配备安全、经济分析的高级应用软件。在运行中，软件提供的安全分析信息，随时调整系统的运行方式，以保证系统的稳定性。

根据提高系统稳定性的一般原则，采取提高系统稳定性的措施很多，但应该指出，无论采用哪种措施来提高系统的稳定性，除了考虑技术上实现的可能性之外，还要考虑经济上的合理性；要考虑多种措施的合理配合问题。此外，还要从电力系统高速发展的特点来考虑这些措施。