若不考虑发电机励磁调节的作用，即它的空载电动势Eq保持恒定，则该简单系统的功角特性关系为： PEq?EqUXd?sin? （10-1）
1XL?XT2。 2式中 Xd??Xd?XT1?由此可知该系统的功角特性曲线如图10—2所示。
若原动机输出的机械功率PT保持不变，并不计摩擦、风阻等影响，当发电机的电磁功率户 与输入的机械功率相P在功角特性曲线上将有两个平衡T等时(某一正常运行方式)，点a、b，但该转矩平衡点是否一定能稳定运行呢?下面就这两点分析系统受到微小干扰后的运行特性，以及静态稳定的实用判据和静态稳定储备系数的概念。 1．静态稳定性分析
先分析在a点的运行情况。在s点，若系统受到某种微小的扰动，使发电机的功角产生
?，于是电磁功率将从a点对应的PEqa增加到与a?带一个微小增量??，由原来的?a变到?a?而输入的机械功率保持不变，?将内对应的PEqa仍为P此时在 a?点的电磁功率 PEqaT?PEqa，
大于输入的机械功率PT ，?P?PT?PEqa??0，在转子上产生制动性的不平衡转矩。在此不平衡转矩作用下，发电机转速开始下降，功角 ?开始减小，经过衰减振荡后，发电机将恢复到原来的运行点。，如图10—3(a)中实线所示。如果在点a运行时受到扰动产生一个负
??，于是电磁功率将减小到与 a??点对应的PEqa??，此值的微增量??，由原来的?a，变到?a时作用在转子上的过剩功率?P?PT?PEqa???0，在此加速性不平衡转矩作用下，发电机将加速，功角?增大，运行点将渐渐地回到a点，如图10—3(a)中虚线所示。所以a点是静态稳定运行点。
据此分析，在图10—2中c点以前，即0???90时，皆为静态稳定运行点。
00
2．静态不稳定分析
再分析在b点的运行情况。当系统受到某种微小的扰动，而使功角产生一个微小的增量
??时，电磁功率将从b点对应的 PEqb减少到 b?点相对应的 PEqb? ，而输入机械功率PT
保持不变，则作用在转子上的过剩功率?P?PT?PEqb???0 ，在加速性不平衡转矩作用下发电机转子将加速，功角 ?将进一步增大，而随着功角的增大，与之相应的电磁功率将进一步减小，发电机转速进一步增加，这样继续下去，运行点不可能再回到b点，如图10—3(b)中实线所示。功角占不断增大，标志着两个电源之间失去同步，系统不能保持静态稳定。如果瞬时出现的小干扰使功角产生一个微小的负增量 ?? 时，电磁功率将从b点对应的在此减速性转矩作PEqb增加到b? 点相对应的PEqb? ，此时过剩功率 ?P?PT?PEqb???0 ，用下，发电机将减速，功角将继续减小，一直减小到经过?a。并渐渐稳定在a点运行，如图10—3(b)中虚线所示。所以b点不是静态稳定运行点。据此分析，在c点以后
( ??90 )的运行点都不是静态稳定运行点。 3．电力系统静态稳定的实用判据
根据以上分析可知，对于上述简单电力系统，若功角? 在 0~90范围内，电力系统
000可以保持静态稳定运行，在此范围内有
dPEqd??0；而??900 时，电力系统不能保持静态
运行，此时有
dPEqd??0。由此可以得出电力系统静态稳定的实用判据为 dPEqd? SEq??0
0式中， SEq称为整步功率系数。而与??90 对应的c点则是静态稳定的临界点，此时功率达到极限，PEqmax称为功率极限。在c点态稳定运行的。
若考虑到自动调节励磁装置对电力系统静态稳定的影响，根据前章分析的自动调节励磁装置对功角特性的影响，维持发电机暂态电势为常数的 功角特性为如图 所示 。这时按静态稳定的实用判拒，系统静态稳定的条件为
系统静态不稳定的条件为
当时对应的点为临界点。则功角为。
因此，一般可以认为计及自动调节励磁装置的 作用后，电力系统静态稳定的功角范围扩大了。
dPEqd??0，严格地讲，该点是不能保持系统静
4.静态稳定储备系数
从电力系统运行可靠性出发，一般不允许电力系统运行在稳定的极限附近。否则，运行情况稍有变动或者受到干扰，系统便会失去稳定。为此，要求运行点离稳定极限有一定距离，即保持一定的稳定储备。电力系统静态稳定储备的大小通常用静态稳定储备系数 来表示，即
式中静态稳定的极限功率（即功角特性曲线的顶点）； 正常运行时的输送功率
静态稳定储备系数 的大小表示了电力系统由共角特性所确定的景泰稳定度。越大，稳定程度越高，但系统输送功率受到限制。反之， 过小则稳定程度太低，降低了系统运行的可靠性。
我国目前规定，再正常运行时 ；当系统发生故障后。由于部分设备（包括发电机 、变压器线路）退出运行。为了尽量不间断的对用户的供电，允许 短时降低，但不应小于 ，并应尽快地采取措施恢复系统的正常运行。电力系统在运行中随时都将受到各种原因引起的小干扰。如果电力系统的运行状态不具备静态稳定的能力，那么电力系统是无法运行的。
6. 2提高电力系统静态稳定性的措施
电力系统具有静态稳定性是保证系统正常运行的必要条件。提高系统静态稳定性，主要 从提高功率极限尸m：芒，即提高系统静态稳定储备系数星P和采用附加装置来扩大静态稳定范围来考虑。因此可以从减小系统各元件的电抗X2，提高发电机的电动势月和提高系统运行电压U以及采用自动调节励磁装置等多方面着手。具体措施包括：
1．减小元件的电抗
包括减小发电机、变压器和输电线路电抗。可采取的措施有：(1)采用分裂导线；(2) 采用串联电容器补偿；(3)增加输电线的回路数。 2．提高系统电压
包括提高电压等级和提高系统的运行电压两个方面。 3．采用自动调节励磁装置
主要依靠采用自动励磁调节器，按运行状态变量的偏移调节励磁，自动地调节发电机励 磁电流，以调节空载电动势 ，从而保证发电机端电压。其功角特性如图10—4所示，能 大大提高功率极限，并扩大了稳定范围。 4．改善系统的结构
从加强系统的联系、缩小“电气距离”来考虑。改善系统结构的做法很多，例如：增加 输电线的回路数；输电线路中间设置开关站；采用中继同步调相机或中继电力系统等。 复习题 一、填空题：
1、 发电机之间的联系电抗总是由（发电机）、（变压器）和线路的电抗所组成。 2、 高压输电线路采用分裂导线的主要目的是为了避免（电晕）。 3、发电机可能输送的功率极限愈高则静态稳定性愈（高）。
二、简答题
1、引起电力系统大扰动的主要原因有哪些？ （1）负荷的突然变化。 （2）切除或投入系统的大型元件 （3）电力系统的短路故障。 2、什么是电力系统的静态稳定性？
静态稳定性是指正常运行的电力系统受到微小的、瞬时出现但又立即消失的扰动后，能恢复到它原有运行状况能力。
三、计算题
?,E?不变时的功率特性和功率极1、 如图所示电力系统，试分别计算发电机保持Eq,Eq限。各元件参数如下。
