第六章 电力系统的无功功率和电压调整..pptVIP

第六章 电力系统的无功功率和电压调整 主要内容 调压必要性和目标 电压与无功功率的关系 电力系统无功功率的平衡 电压调整的措施 调压必要性和目标 必要性 所有的用电设备都是按运行在额定电压时效率为最高设计的，偏离额定电压必然导致效率下降，经济性变差； 电压降低将使发电机定子电流增大，引起定子绕组过热损坏； 由于系统无功短缺，电压水平低下，某些枢纽变电所母线电压在微小扰动下顷刻间大幅下降，引起电压崩溃，这是严重导致系统瓦解的灾难性事故。 调压必要性和目标 电压偏移：指线路始端或末端电压与线路额定电压的数值差。 35kV及以上：-10%~10% 10kV及以下：-7%~7% 电力系统调压的目的是保证系统中各负荷点的电压在允许的偏移范围内。 ？用什么来调压，怎么调压 无功功率和电压的关系 一个是控制变量，一个是状态变量 节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用 无功功率对电压水平有决定性影响 节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用 无功功率对节点电压有效值起决定性影响 无功功率对电压水平有决定性影响 电力系统当中，各种用电设备吸收的无功功率与所加电压有关。 当系统出现无功功率缺额，系统所接的各负荷的电压将下降，减少其向系统吸收的无功功率，才能获得无功功率的平衡。 电压的控制也就是无功控制 电力系统无功功率的平衡 无功功率负荷 未经补偿的综合负荷的自然功率因数为0.6~0.9，以滞后功率因数运行，低值对应与异步电动机比例较高的负荷，高值对应于采用大容量同步电动机的场合。 负荷的无功功率的峰值与有功功率的不一定同时出现，其峰值出现在工业负荷最大的时刻，一般在白天。 无功功率负荷 异步电动机在无功负荷中占的比重很大。系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定。 静态无功功率电压特性 无功功率损耗 变压器的无功功率 励磁支路的功率损耗：其百分值基本上等于空载电流I0的百分值，约为1%-2%。 绕组漏抗中的功率损耗：在变压器满载时，基本上等于短路电压Uk的百分值，约为10%。 无功功率损耗 线路上的无功功率损耗 并联电纳的无功功率损耗（充电功率），与线路电压的平方成正比，为容性； 串联电抗的无功功率，与负荷电流的平方成正比，为感性； 输送的有功功率（ ， ）自然功率。 无功功率电源 发电机：基本的无功功率电源，可以通过调节发电机的励磁电流来改变发电机发出的无功功率，增加励磁电流，可以增加无功功率的输出；反之，减少无功功率输出。 调相机：相当于空载运行的同步电动机 励磁运行，提供感性无功； 欠磁运行，吸取感性无功。 无功功率电源 并联电容器：只能向系统供应感性无功功率。特点有：电容器所供应的感性无功与其端电压的平方成正比，电容器分组投切，非连续可调。 静止补偿器和静止调相机：分别与电容器和调相机相对应而又同属“灵活交流输电系统”范畴的两种无功功率电源。 无功功率电源 并联电抗器 ：就感性无功功率而言，并联电抗器显然不是电源而是负荷，但在某些电力系统中的确装有这种设备，用以吸取轻载或空载线路过剩的感性无功功率。而对高压远距离输电线路而言，它还有提高输送能力，降低过电压等作用。 无功功率电源 电源的无功特性 无功功率的平衡 无功功率的平衡 ：电源提供的无功功率=发电机+补偿设备 补偿设备=调相机C1+并联电容器C2+静止补偿器C3 ：负荷消耗的无功功率 ： 无功功率的损耗=变压器+线路电抗+线路电纳 无功功率的平衡 为了控制电压在允许的范围内，必须保证有充足的无功电源，在全网平衡的基础上，留有备用的容量。电力系统的无功容量是有功容量的1.5~1.7倍。 无功功率平衡的原则 就地平衡 分层平衡 要求 无功电源要充足 无功电源的配置要合理 采用一定的调节措施便可实现电压调整的目标 4. 电压调整的措施 中枢点电压管理（电压控制的策略） 电压中枢点：指某些可反映系统电压水平的主要发电厂或枢纽变电所的母线。 系统电压的监视和调整可以通过监视、调整电压中枢点的电压而实现。 因很多负荷都由这些中枢点供电，如能控制住这些点的电压偏移，也就控制住了系统中大部分负荷的电压偏移。 中枢点电压管理 中枢点电压调整：寻求满足中枢点周围各点负荷电压质量的公共部分。 中枢点电压调整的确定：根据各负荷的日负荷曲线和对电压质量的要求，进行一系列潮流计算及电压控制方式等分析研究，才能最后确定这些中枢点的允许电压偏移上下限曲线。 中枢点电压管理 中枢点的调压方式： 逆调压 高峰负荷，升高中枢点电压5%，为1.05UN 低谷负荷，中枢点电压为额定值，为UN 适用于由该中枢点供电线路较长、负荷变化范围较大等场合。 中枢点电压管理 中枢点的调