电力系统的电压与无功功率概述.ppt

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1、§6电力系统的电压与无功功率6.1概述6.2无功功率平衡6.3电力系统的电压调整6.1概述一、电压偏移的影响对生产、生活的影响－－影响用电设备的运行性能，亦即技术经济指标：影响照明和电热设备的效率或寿命；异步电动机的最大转矩即功率/出力，与其端电压的平方成正比；影响电动机的绝缘（发热老化或烧毁）；影响电子设备的稳定工作以及寿命。概述对电力系统的影响：低压运行降低系统并列运行的稳定性；负荷功率一定的情况下，低压会使机组、变压器、线路过流，进而过热；影响汽轮机、锅炉的正常工作；过高电压危害设备绝缘。概述对额定电压为UN的各级电网

2、，国家允许一定的电压偏移，即允许电压有一定波动。正常情况下：事故情况下：可在上述基础上再加5%，但正的最大偏移不能超过10%。综合无功负荷的电压静态特性----用电设备实际取用的无功功率随系统电压变化的关系。实际运行情况表明：无功负荷对电压的变动更敏感(相对有功负荷而言)。系统所能提供的无功功率越少，负荷运行的电压水平将越低。概述二、无功功率与系统电压的关系概述要维持负荷点一定的电压水平，须向负荷提供其所需的无功；换言之，无功平衡决定系统的运行电压水平;若系统中无功电源相对无功负荷不足，负荷的端电压会被迫降低（“牺牲电压水平

3、”），以求达到新的无功平衡;∴须具备足够的无功电源，才能在允许电压偏移范围内保持无功平衡，维持所要求的电压水平。6.2无功功率平衡一、无功负荷除白炽灯和电阻加热设备外的其它用电设备，以异步电动机为主。（P一定时，提高负荷的功率因数，可减少无功负荷功率。）二、无功损耗主要为线路和变压器的无功损耗；小部分并联电抗器的无功损耗用以吸取轻载线路过剩的感性无功，对高压远距离输电有益—降低过电压。无功功率平衡变压器的无功损耗，包括：励磁损耗----近似等于空载电流百分数，约1~2（其对额定容量的百分数）。绕组漏抗损耗----具体与变压器

4、所带负荷大小有关；当变压器满载时，近似等于短路电压百分值，约10。若一台变压器的I0%＝1.5，Uk%＝10.5，则由上式可知：其额定满载运行时，无功损耗为12％的SN，不很大；但对多级网络，其总的无功损耗可能会超过50%，远大于有功损耗。无功功率平衡电力线路的无功损耗，包括：串联电抗中的无功功率损耗（感性）并联电纳中的充电功率（容性，看作无功损耗时应取负号）。jB/2R+jXP2+jQ2P1+jQ1jB/2V1V2无功功率平衡阻性，线路无损容性，无功电源感性，无功负荷jB/2R+jXP2+jQ2P1+jQ1jB/2V1V2

5、无功功率平衡三、无功电源主要包括：同步发电机以及过励运行的同步电动机静电电容器静止无功补偿器110KV及以上线路的充电功率惟一的有功电源，最基本的无功电源。无功补偿装置无功电源1、发电机：可通过改变功率因数，“适当”调节发电机的无功功率输出。机组可发出的无功范围是有限的：前提－有功备用充分、有功平衡满足受P-Q运行极限的限制无功电源功率因数的改变受额定视在功率、转子励磁电流和有功输出的限制，范围有限；同时，发电机只有在额定状态运行，定、转子电流才能利用充分。发电机发出的无功可调；但若机组非额定状态运行，其容量不能充分利用--

6、-尽量少用发电机调发功；若确实需要时，利用靠近负荷中心的发电机多发无功，使得无功尽快就地平衡，提高电压水平。无功电源2、电力/静电电容器优点：损耗小，投资省，运行灵活，维护方便，适于集中或分散使用。缺点：调节性能差－－当电压下降时，其无功输出不能增加，反而减少---负调节效应；只能成组投入或切除运行，不能平滑调压（为阶跃式调压）。无功电源3、静止（无功）补偿器（SVC）－－FACTS的一员，由特种电抗器和电容器组成，是一种并联联接的动态无功补偿装置。基本工作原理：电容器发出可调（TSC型）或固定的无功功率（TCR型）；电抗器

7、则根据负荷变化调节其吸收的无功功率；两者配合响应负荷变化，相应改变无功输出大小及方向，从而稳定或调节系统电压。特点：可充当无功电源和负荷的双重角色；调节性能好、迅速；静止元件、工作可靠。无功电源4、高压输电线路的充电功率高压及超高压远距离输电线路可能是一种数量可观的无功功率电源。线路在系统中运行时究竟是充当无功负载还是无功电源，受三个因素影响：运行电压等级、长度及传输功率大小电力系统的无功功率四、无功功率的平衡方程平衡方程式：无功备用容量，一般为最大无功负荷的7~8%，以防止系统无功负荷增大时，电压水平的下降。无功平衡，特指

8、在一定节点电压下的平衡。而系统节点众多，无功的平衡不只是全系统的，还需要各地区就地平衡。若无功电源不充足，将导致节点电压下降无功负荷及损耗的需求相应下降而达到低电压下的无功平衡---------无功负荷的电压静特性故而，除了充分利用发电机的无功功率外，系统常需要进行无功补偿来维持无功平衡维