电力系统的无功功率平衡和电压调整

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1、电力系统基础湖南大学：帅智康2011年2月第七章电力系统的无功功率平衡和电压调整电力系统正常运行状况调整的内容与意义：(1)潮流计算→确定正常运行状态正常负荷条件下的运行状态，必须满足电能质量要求。否则必须调整。电能质量：频率质量——频率偏移电压质量——电压偏移、电压波动与闪变、电网谐波、三相不对称程度(2)正常运行状况调整的内容电压调整——无功功率分布调整（假定频率恒定fN）频率调整——有功功率分布调整（假定电压恒定VN）运行状态的优化——经济运行(3)本章主要内容：无功特性、无功平衡、电压调整7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.1无功功率负荷与无功功率损耗(1)无功功率负

2、荷：用电设备消耗的无功功率，比重大的有三：IM、荧光灯、整流设备。IM的无功特性决定系统无功负荷特性Qm:V升高，Xm减小，Qm的曲线略高于二次函数曲线；Qδ：V降低，定子电流I升高，Qδ增大。7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.1无功功率负荷与无功功率损耗7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.1无功功率负荷与无功功率损耗7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.2电力系统的无功功率电源无功电源种类：同步发电机、无功补偿装置(调相机、C、SVC、SVG)(1)同步发电机：同步发电机安全运行极限曲线：OC圆弧：额定转子电流的限制EC直线：原动力出力限制AC圆

3、弧：额定视在功率限制。E7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.2电力系统的无功功率电源(2)同期调相机：——相当于空载运行的同步电动机7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.2电力系统的无功功率电源7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.2电力系统的无功功率电源(4)静止无功补偿器(SVC)：①原理构成（饱和电抗器型）7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.2电力系统的无功功率电源(5)静止无功发生器(SVG)：①原理构成7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.3电力系统的无功功率平衡(1)无功平衡要求：7.1电力系统的无功功率特性与无功

4、功率平衡7.1.3电力系统的无功功率平衡7.1电力系统的无功功率特性与无功功率平衡7.1.3电力系统的无功功率平衡(3)无功平衡要注意的基本问题：a)满足额定电压水平下运行时的平衡关系——正常负荷水平下，有适当的无功备用最大负荷水平下有要求的电压水平b)尽可能通过分散补偿，使末端功率因素达到较高水平(专用负荷0.9)c)分区、分层就地平衡，避免无功远距离传输和跨电压等级流动——最大负荷时，合理利用负荷中心的机组无功出力最小负荷时，合理安排机组进相运行d)最小负荷时，220kV以上输电网安排适当的并联电抗器补偿7.2电压调整的基本概念7.2.1电力系统电压调整的意义——电压偏移对用户与电力系

5、统的影响(1)对用户的影响：①IM：Me∝V2V↓→产品产量、质量↓，太低压会烧坏IM②电热设备：V↓→P↓↓——产品产量、质量↓③照明：V↓→光通↓↓④电子仪器设备：过高/低的电压影响精度甚至损坏设备(2)对系统的影响：①V↓→△P∑↑，运行经济性↓；运行稳定性↓②V过高：危及绝缘、超高压电网电晕损失↑(3)电压偏移要求：35kV及以上：正、负偏移之绝对值和≤10%VN10kV及以下：≤±10%VN380V/220V单相：-10%～+7%VN(4)电压调整目的：保证各负荷点电压偏移在允许范围内7.2电压调整的基本概念7.2.2中枢点的电压管理(1)电压中枢点及其选择①电压中枢点：对供电区

6、域各负荷点电压有显著调控作用节点②中枢点选择：区域性电厂高压母线；枢纽变二次母线；有大量直馈负荷的G母线(2)中枢点电压允许变化范围的确定I)方法与步骤：①由各负荷点S(t)计算中枢点→负荷点的△V(t)②由各负荷点允许偏移→中枢点要求范围③确定同时满足各负荷点要求的中枢点允许范围例：VO(A)=VA+△VOAVO(B)=VB+△VOB7.2电压调整的基本概念7.2.2中枢点的电压管理(2)中枢点电压允许变化范围的确定II)应用注意：①VCentr变化范围小于各负荷点的允许变化范围②确定Vcentr变化范围的近似方法：VCentr-min取决于Max{VCentr–i-min}；VCent

7、r-max取决于Min{VCentr–i-max}——按2种极限情况近似确定VCentr范围a)中枢点供电负荷最大时:各负荷点中运行电压最低者之允许下限+相应△Vi=VCentr-minb)中枢点供电负荷最小时:运行电压最高之负荷点的允许上限+相应△Vi=VCentr-max③如果中枢点供电的各负荷点电压要求相近，各自负荷变化规律及幅度相近，则中枢点有满足各负荷点的公共调压范围；反之，可能找不到中枢点的公共范围，必须在负