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1、第第4章章 电力系统电压调整和电力系统电压调整和无功功率控制技术无功功率控制技术电压和频率一样，都是电能质量的重要指标！电压和频率一样，都是电能质量的重要指标！频率调整频率调整频率调整频率调整:1 1、全系统频率相同、全系统频率相同、全系统频率相同、全系统频率相同2 2、调发电机、调发电机、调发电机、调发电机3 3、消耗能源、消耗能源、消耗能源、消耗能源4 4、集中控制、集中控制、集中控制、集中控制5 5、调进汽量、调进汽量、调进汽量、调进汽量电压调整：电压调整：电压调整：电压调整：1 1、电压水平各点不同、电压水平各点不同、电压水平各点不同、电压水平各点不同2 2、调发电机、调相机、电、调发
2、电机、调相机、电、调发电机、调相机、电、调发电机、调相机、电容器和静止补偿器等容器和静止补偿器等容器和静止补偿器等容器和静止补偿器等3 3、不消耗能源、不消耗能源、不消耗能源、不消耗能源4 4、电压控制分散进行、电压控制分散进行、电压控制分散进行、电压控制分散进行5 5、调节手段多种多样、调节手段多种多样、调节手段多种多样、调节手段多种多样本章主要内容本章主要内容第一第一第一第一节节 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义第二第二第二第二节节 电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系
3、统无功功率平衡与电压的关系第三第三第三第三节节 电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施第四第四第四第四节节 电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制第五节第五节第五节第五节 电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制第一第一节 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义学习目的：学习目的：掌握电力系统电压调节的必要性掌握电力系统电压调节的必要性掌握电力系统电压调节的必要性掌握电力系统电压调节的必要性一、电力系统电压调节
4、的必要性（一）电压对电力用户的影响（一）电压对电力用户的影响（一）电压对电力用户的影响（一）电压对电力用户的影响1 1、对用电设备的影响、对用电设备的影响、对用电设备的影响、对用电设备的影响 电电电电力力力力系系系系统统统统实实实实际际际际电电电电压压压压偏偏偏偏高高高高或或或或偏偏偏偏低低低低，对对对对运运运运行行行行中中中中的的的的用用用用电电电电设备都会造成不良的影响。设备都会造成不良的影响。设备都会造成不良的影响。设备都会造成不良的影响。以照明用的白炽灯为例来说明这个问题以照明用的白炽灯为例来说明这个问题以照明用的白炽灯为例来说明这个问题以照明用的白炽灯为例来说明这个问题2 2、对异步
5、电动机的影响、对异步电动机的影响、对异步电动机的影响、对异步电动机的影响 对对对对于于于于异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机而而而而言言言言，当当当当电电电电压压压压降降降降低低低低时时时时，转转转转矩矩矩矩随随随随电电电电压压压压的平方成比例下降。的平方成比例下降。的平方成比例下降。的平方成比例下降。当当当当电电电电压压压压降降降降低低低低20%20%时时时时，转转转转矩矩矩矩会会会会降降降降低低低低到到到到额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩的的的的64%64%，电电电电流流流流增增增增加加加加20%20%35%35%，造造造造成成成成电电电电动动动动机机机机转转转转速速速速降降降降低低
6、低低，可可可可能能能能导导导导致致致致生生生生产产产产的的的的产产产产品品品品报报报报废废废废；温温温温度度度度升升升升高高高高，电电电电动动动动机机机机绕绕绕绕组组组组过过过过热热热热，绝绝绝绝缘缘缘缘加加加加速速速速老老老老化化化化，甚甚甚甚至烧毁电动机。至烧毁电动机。至烧毁电动机。至烧毁电动机。当当当当电电电电压压压压过过过过高高高高时时时时，将将将将加加加加速速速速电电电电气气气气设设设设备备备备的的的的绝绝绝绝缘缘缘缘老老老老化化化化，影影影影响响响响电电电电机机机机的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。对对对对其其其其它它它它电电电电气气气气设设设设备备备备，电电电电压压
7、压压变变变变化化化化也也也也将将将将使使使使其其其其运运运运行行行行性性性性能能能能变变变变坏坏坏坏，甚甚甚甚至至至至发发发发生人身伤亡、设备损坏等事故。生人身伤亡、设备损坏等事故。生人身伤亡、设备损坏等事故。生人身伤亡、设备损坏等事故。（二）电压对电力系统的影响（二）电压对电力系统的影响 电电电电压压压压降降降降低低低低，使使使使网网网网络络络络中中中中的的的的功功功功率率率率损损损损耗耗耗耗和和和和能能能能量量量量损损损损耗耗耗耗加加加加大大大大，电电电电压压压压过过过过低还可能危及电力系统运行的稳定性。低还可能危及电力系统运行的稳定性。低还可能危及电力系统运行的稳定性。低还可能危及电力系
8、统运行的稳定性。在在在在系系系系统统统统中中中中无无无无功功功功功功功功率率率率不不不不足足足足，电电电电压压压压水水水水平平平平低低低低下下下下的的的的情情情情况况况况下下下下，某某某某些些些些枢枢枢枢纽纽纽纽变变变变电电电电所所所所在在在在母母母母线线线线电电电电压压压压发发发发生生生生微微微微小小小小扰扰扰扰动动动动的的的的情情情情况况况况下下下下，顷顷顷顷刻刻刻刻之之之之间间间间会会会会造造造造成成成成电电电电压压压压大大大大幅幅幅幅度度度度下下下下降降降降的的的的“电电电电压压压压崩崩崩崩溃溃溃溃”现现现现象象象象，其其其其后后后后果果果果是是是是相相相相当当当当严严严严重重重重的的
9、的的，可可可可能能能能导导导导致致致致发发发发电电电电厂厂厂厂之之之之间间间间失失失失去去去去同同同同步步步步，造造造造成成成成整整整整个个个个系系系系统瓦解的重大停电事故。统瓦解的重大停电事故。统瓦解的重大停电事故。统瓦解的重大停电事故。10kV10kV及以下电压供电的负荷：及以下电压供电的负荷：及以下电压供电的负荷：及以下电压供电的负荷：7 7；35kV35kV及以上电压供电的负荷：及以上电压供电的负荷：及以上电压供电的负荷：及以上电压供电的负荷：5 5；低压照明负荷：低压照明负荷：低压照明负荷：低压照明负荷：5 5 1010；农村电网（正常）：农村电网（正常）：农村电网（正常）：农村电网
10、（正常）：7.57.5 1010；农村电网（事故）：农村电网（事故）：农村电网（事故）：农村电网（事故）：1010 1515；在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正常值再多常值再多常值再多常值再多5 5，但电压的正常偏移不应超过，但电压的正常偏移不应超过
11、，但电压的正常偏移不应超过，但电压的正常偏移不应超过1010。我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系 （回顾）（回顾）（回顾）（回顾）维持系统电压正常水平维持系统电压正常水平维持系统电压正常水平维持系统电压正常水平整个电力系统无功功率平衡关系可由下式表示：整个电力系统无
12、功功率平衡关系可由下式表示：无功电源无功电源无功电源无功电源i i i i向系统供给的无功功率；向系统供给的无功功率；向系统供给的无功功率；向系统供给的无功功率；负荷负荷负荷负荷j j j j所消耗的无功功率；所消耗的无功功率；所消耗的无功功率；所消耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；第二节第二节第二节第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系系统无功负荷系
13、统无功负荷系统无功负荷系统无功负荷(包括无功损耗包括无功损耗包括无功损耗包括无功损耗)静态电压特性如图所示静态电压特性如图所示静态电压特性如图所示静态电压特性如图所示:要要要要控控控控制制制制电电电电力力力力系系系系统统统统在在在在额额额额定定定定电电电电压压压压运运运运行行行行，就就就就要要要要控控控控制制制制电电电电力力力力系系系系统统统统中中中中无无无无功功功功电电电电源源源源发发发发出出出出的的的的无无无无功功功功功功功功率率率率等等等等于于于于电电电电力力力力系系系系统统统统负负负负荷荷荷荷在在在在额额额额定定定定电电电电压压压压时消耗的无功功率。时消耗的无功功率。时消耗的无功功率。
14、时消耗的无功功率。结论：结论：结论：结论：维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠控制电力系统无功电源的出力实现的。控制电力系统无功电源的出力实现的。控制电力系统无功电源的出力实现的。控制电力系统无功电源的出力实现的。二、二、电力系统的无功电源电力系统的无功电源 发电机发电机同步调相机同步调相机静电电容器静电电容器静止无功补偿装置静止无功补偿装置静止无功发生器静止无功发生器无功补偿装置无功补偿装置无功补偿装置无功补偿装置第二节第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平
15、衡与电压的关系一、一、发电机发电机发电机的工作方式：发电机的工作方式：发电机的工作方式：发电机的工作方式：1 1、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。2 2、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为无功电源发出无功功率。无功电源发出无功功率。无功电源发出无功功率。无功电源发出无功功率。3 3、必要时也可以减小励
16、磁电流在超前功率因数下运行，、必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，、必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，、必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。发发发发电电电电机机机机是是是是唯唯唯唯一一一一的的的的有有有有功功功功功功功功率率率率电电电电源源源源，又又又又是是是是最最最最基基基基本本本本的的的的无无无无功功功功功功功功率电源。率电源。率电源。率电源。发发发发电电电电机机机机供供供供给给给给的的的的无无无无功功功功功功功功率率率率不不不不是是是是无无无无限限限限可可可可调调调调的的的的，当当当当发发发发电电电电厂厂厂厂距距距距用用用用户户户户较较较较远远远远时时时时，无无无无功功功功功功功功率率率率所所所所引引引引起起起起的的的的线线线线损损损损较较较较大大大大，在在在在这这这这种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。种情况下，则应在用户中心设置补偿
