[精品]电力系统的无功功率和电压调整

《[精品]电力系统的无功功率和电压调整》由会员分享，可在线阅读，更多相关《[精品]电力系统的无功功率和电压调整（91页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。

1、第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,1,4/24/2019,第12章 电力系统的无功功率和电压调整,12-1 电力系统的无功功率平衡,12-2 电压调整的基本概念,12-3 电压调整的措施,12-4 调压措施的应用,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,2,4/24/2019,无功功率平衡,无功负荷与无功电源失去平衡时，会引起系统电压的升高或下降,无功功率的平衡应本着分层、分区、就地平衡的原则,无功电源的无功输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,3,4/24/2019,异步电动机是电力系统主要的无功负荷80 系统无功负荷的电压

2、特性主要由异步电动机决定,一、无功负荷与电力网无功损耗,1.无功功率负荷,图12-1 异步电动机简化等值电路,励磁 功率,漏抗 无功,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,4,4/24/2019,QmV2，随VXm饱和，XmQm随V变化的曲线比一般二次曲线略高。 Q：Pm=I2R(1-s)/s=常数，VsI Q VN附近：VQ；VQ； 但V明显低于VN时，又由于Q ，曲线反而上翘。,实际负荷增加,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,5,4/24/2019,变压器的无功损耗,变压器的无功损耗QLT： 励磁损耗Q0和漏抗中的损耗QT,2.无功功率损耗,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,

3、6,4/24/2019,书上的一组数字：,I01.5，Vs10.5，由上面公式得 额定满载运行中，Q损耗SN的12 变压器的无功损耗较大,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,7,4/24/2019,35KV及以下的架空线路：充电功率小，忽略B，消耗感性无功,110KV及以上的架空线路： 输送大功率：充电功率电抗中消耗功率，线路消耗容性无功，成为无功电源。,输电线路损耗,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,8,4/24/2019,输电线路的无功损耗,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,9,4/24/2019,发电机,同步调相机,静电电容器,静止无功补偿器,静止无功发生器,二、无功功率

4、电源,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,10,4/24/2019,发电机是唯一的有功功率电源，又是最基本的无功功率电源,1.发电机,一台隐极机接在VN为常数的系统母线上,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,11,4/24/2019,A点为圆心，AC为半径做圆弧；O点为圆心，OC为半径,ACXdIN OCEq,ACXdIN（VN/xd）SGN OCEq（VN/xd）IfN AB=ACsinNSGNsinN QGN AD=ACcosNSGNcosN PGN,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,12,4/24/2019,A点至圆弧2上任意一点连接的长度（按照If励磁电流不超过额定值If

5、N确定的视在功率） A点至圆弧1上任意一点连接的长度（按照定子电流不超过额定值确定的视在功率）,ACSGN OCIfN AB QGN ADPGN,SGN,IfN,ADPGN,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,13,4/24/2019,结论,发电机要多发无功功率，由于受到励磁电流的限制，调节只能沿cc弧运行，说明定子电流没有得到充分利用（发电机的容量没有得到充分利用）,1、发电机的功率因数低于cosN时,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,14,4/24/2019,2、发电机的功率因数高于cosN时,A点至圆弧2的长度大于A点至圆弧1的长度 发电机要发出有功功率，由于受到汽轮机额定功率

6、的限制，调节只能沿CD运行，说明定子电流、励磁电流都没有得到充分利用（原动机出力）,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,15,4/24/2019,3、当发电机以超前功率因数运行,并列运行稳定性成为限制条件,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,16,4/24/2019,发电机可能发出的P、Q受到的限制： 额定视在功率（定子额定电流）的限制；A为圆心，AC为半径的圆弧。 转子额定电流限制；O为圆心，OC为半径圆弧。 原动机出力（额定有功功率）的限制。水平线DC。,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,17,4/24/2019,同步调相机相当于空载运行的同步发电机。 过励磁运行时，向系统供

7、给无功功率，起无功电源的作用； 欠励磁运行时，吸收感性无功功率，起无功负荷作用。 20世纪70年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。,2.同步调相机,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,18,4/24/2019,静电电容器供给的无功功率Qc与所在节点的电压V的平方成正比，即 QcV2/Xc 式中，Xc1/c为静电电容器的电抗。 电容器的无功功率调节性能比较差。,3.静电电容器,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,19,4/24/2019,SVC由静电电容器与电抗器并联组成，SVC在我国电力系统中将得到广泛应用,4.静止无功补偿器,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,20,4/24

8、/2019,饱和电抗器型SR,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,21,4/24/2019,晶闸管控制电抗器型(TCR),第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,22,4/24/2019,晶闸管开关电容器型(TSC),第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,23,4/24/2019,更为先进的静止型无功补偿装置(SVG） 与SVC比较，SVG具有相应快、运行范围宽、谐波电流含量少等优点。尤其是电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流,5.静止无功发生器,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,24,4/24/2019,无功功率平衡的基本要求 无功电源发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的

9、无功功率和网络中的无功损耗之和 系统还必须配置一定的无功备用容量 尽量避免通过电网元件大量的传送无功功率，应该分地区分电压级地进行无功功率平衡 一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡,三、无功功率平衡,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,25,4/24/2019,QGC:电源供应的无功功率之和 QLD:无功负荷之和 QL:网络无功功率损耗之和 Qres:无功功率备用,系统无功功率平衡关系式：,QGCQLDQLQres,Qres0系统中无功功率可以平衡且有适量的备用； Qres0系统中无功功率不足，应考虑加设无功补

10、偿装置,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,26,4/24/2019,总无功负荷QLD按负荷的有功功率和功率因数计算。,系统电源的总无功出力QGC包括发电机的无功功率QG和各种无功补偿设备的无功功率QC，即,QGCQGQC,QL QLTQLQB,网络的总无功损耗QL包括变压器的无功损耗QLT、线路电抗的无功损耗QL和线路电纳的无功功率QB，即,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,27,4/24/2019,无功功率和电压的关系,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,28,4/24/2019,四、无功功率平衡与电压水平的关系,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,29,4/24/201

11、9,EV，无功功率将从电压高的一端流向电压低的一端。 压差越大，流过的Q越大；如果两端电压差为0，线路流过的无功也为0。 电力网中节点电压的变化，会改变无功功率潮流的变化。 远处的无功电源向负荷提供无功，会使沿线电压下降，甚至不能满足电压偏移的要求。 负荷的无功需求，要就地由附近的电源供给。,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,30,4/24/2019,图12-12 按无功功率确定电压,实现无功功率在额定电压下的平衡是保证电压质量的基本条件,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,31,4/24/2019,12-2 电压调整的基本概念,电压是电能质量的重要指标之一。电压质量对电力系统的安全

12、与经济运行，对保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有重要的影响。因此电压调整具有一定的重要性。,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,32,4/24/2019,允许电压偏移指标,在事故情况下或事故后，允许的电压偏移可再增加5。,一、允许电压偏移,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,33,4/24/2019,事故 分析,日本东京电力系统1987年7月23日发生电压崩溃造成大停电事故。起因是由于负荷增加过快，电压开始下降，最后发展到继电保护动作跳闸，导致三个变电所全停,美国于1965年11月9日发生东北部大面积停电事故，起因是线路过负荷使后备保护起动，导致系统解列,1982年8

13、月7日，华中电网因220KV联络线A相对支路放电，继电保护动作跳闸，导致系统稳定破坏，各电厂和变电站电压大幅度下降，系统解环，电网失去大量无功电源，结果使湖北地区大面积停电，武汉钢铁公司等重要用户受到很大的损害，部分设备损坏,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,34,4/24/2019,中枢 点的 定义,电力系统中重要的电压支撑点 电力系统中负荷点数目众多又很分散，有必要选择一些有代表性的负荷点 这些点的电压质量符合要求，其它各点的电压质量也能基本满足要求,中枢 点的 选择,区域性水、火电厂的高压母线 枢纽变电所的二次母线 有大量地方负荷的发电机电压母线 中枢点设置数量不少于全网220KV

14、及以上电压等级变电所总数的7,二、中枢点电压管理,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,35,4/24/2019,中枢点的电压允许变化范围的确定,中枢点向两个负荷点供电,中枢点向多个负荷点供电,如果中枢点是发电机母线,在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,36,4/24/2019,中枢点向两个负荷点供电,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,37,4/24/2019,尽管A、B两负荷点的电压有10的变化范围，但是由于两处负荷大小和变化规律不同，两段线路的电压损耗值及变化规律亦不相同。为同时满足两负荷点的电压质量要求，中枢点电压

15、的允许变化范围就大大缩小，最大时为7，最小时仅有1,中枢点向两个负荷点供电,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,38,4/24/2019,无公共部分,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,39,4/24/2019,中枢点的电压允许变化范围的确定,中枢点向两个负荷点供电,如果中枢点是发电机母线,在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分,中枢点向多个负荷点供电,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,40,4/24/2019,中枢点向多个负荷点供电,其电压允许变化范围可按两种极端情况确定：在地区负荷最大时，电压最低的负荷点的允许电压下限加上到中枢点的电压损耗等于中枢点的最

16、低电压；在地区负荷最小时，电压最高负荷点的允许电压上限加上到中枢点的电压损耗等于中枢点的最高电压,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,41,4/24/2019,中枢点的电压允许变化范围的确定,中枢点向两个负荷点供电,中枢点向多个负荷点供电,在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分,如果中枢点是发电机母线,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,42,4/24/2019,如果中枢点是发电机的电压母线,除了上述要求外，还应受厂用电设备与发电机的最高允许电压以及为保持系统稳定的最低允许电压的限制,第十二章 电力系统的无功功率和电压调整,43,4/24/2019,中枢点的电压允许变化范围的确定,中枢点向两个负荷点供电,中枢点向多个负荷点供电,如果中枢点是发电机母线,如果在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分,第十二章 电力