电力系统分析课件第五章电压调整.pptVIP

第五章 电力系统无功功率和电压调整 第一节 电压调整的一般概念 第二节 电力系统无功功率及其平衡 第三节 电力系统中枢点的电压管理 第四节 电力系统电压调整及控制 第五节 频率调整与电压调整的关系 一、电压调整的必要性 电力系统中各种电气设备都是按其额定电压设计和制造的，只有在额定电压下运行，才能取得最佳的效果。电压偏移过大造成的危害和影响包括： （1）影响用电设备的工作效率和寿命，如白炽灯，日光灯等。 （2）系统电压过低时，异步电机转差率增大，由此引起工业产品出现次品、废品；转差增大还会使异步电机电流增大，温度升高，效率降低，寿命缩短甚至损坏。 （3）电炉的有功功率与电压平方成正比，炼钢厂中的电炉因电压过低而影响冶炼时间，从而影响产量。 （4）电压下降，发电机定子电流增大，容易引起发电机过热，不得不减少发电机所发功率。 (5)系统电压过低会使电网的功率损耗增加，影响经济运行性，过低的电压甚至严重影响电力系统的稳定性。 （6）系统电压过高将使所有电器设备绝缘受损；变压器，电机铁心饱和，损耗增大，温度升高，寿命缩短。 二、电力系统允许的电压偏移 虽然电力系统中的各节点电压要求保持在额定值，但在实际运行中是不可能实现的，主要原因： （1）电力系统每一元件都可能产生电压降，因此系统中不同点电压不同，不可能将所有节点保持在额定电压。 （2）负荷随时变化，负荷变化引起每一元件电压降落的变化，因此即使同一点，也很难保证电压始终维持在额定电压。 一、无功功率负荷和无功功率损耗 1、无功功率负荷 无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备（主要是异步电动机）所消耗的无功功率为： 二、无功功率电源 电力系统的无功功率电源包括同步发电机、同期调相机、并联电容器和静止补偿器等。 1、同步发电机 发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率： 当系统中无功电源不足，而有功备用容量又较充足时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无功功率以提高电力系统的电压水平。但是发电机的运行点不应越出P-Q极限曲线的范围。 2、同步调相机 调相机实际上就是只能发无功功率的发电机。它在过激运行时向电力系统供给感性无功功率，欠激运行时从电力系统吸取感性无功功率。欠激运行时的容量约为过激运行时容量的50%-60%：这些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限。 中枢点电压允许变化的范围 向两个负荷点供电的中枢点 中枢点的调压方式 中枢点的调压方式分为逆调压、顺调压和常调压三类。 逆调压：在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高5％，在最小负荷时保持为线路额定电压。供电线路较长、负荷变动较大的中枢点往往要求采用这种调压方式。 顺调压：大负荷时允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5％；小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路额定电压的107.5％的调压模式。对于某些供电距离较近，或者符合变动不大的变电所，可以采用这种调压方式。 常调压：介于前面两种调压方式之间的调压方式是常调压。即在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2％～5％。 现代同步发电机在端电压偏离值不超过±5%的范围内，能够以额定功率运行。目前大中型同步发电机都装有自动励磁装置，可以根据运行情况调节励磁电流来改变发电机的端电压。这种调压手段是一种不需要耗费投资，且是最直接的调压方法，应首先考虑采用。发电机的电压调整是借助于调整发电机的励磁电压，以改变发电机转子绕组的励磁电流，就可以改变发电机定子端电压。 不同类型的供电网络，发电机调压所起的作用是不同的： 对于发电机不经升压直接供电的小型电力系统，供电线路不长，线路上电压损耗不大，借改变发电机端电压的方法，例如实行逆调压，就可以满足负荷点要求的电压质量。 对由发电机经多级变压向负荷供电的大中型电力系统，线路较长，供电范围大，从发电厂到最远处的负荷之间的电压损耗和变化幅度都很大。这时，单靠发电机调压是不能解决问题的。发电机调压主要是为了满足近处地方负荷的电压质量要求，即发电机采用逆调压方式。对于远处负荷电压变动，只能靠其它调压方式来解决。 对有若干发电厂并列运行的大型电力系统，利用发电机调压，会出现新的问题。首先，当要提高发电机的电压时，则该发电机就要多输出无功功率，这就要求进行调整电厂的母线电压，会引起系统中无功功率的重新分配，这还可能同无功功率的经济分配发生矛盾。所以在大型电力系统中发电机调压一般只作为一种辅助的调压措施。 三绕组变压器分接头的选择 当电力系统中无功电源不足时，就不能单靠改变变