电力系统的无功功率平衡和电压调整

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1、第十二章电力系统的无功功率平衡和电压调整112-1: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12.0目录电力系统无功功率平衡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。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。12.1电力系统无功功率平衡12.11.无功功率负荷和无功功率损耗1）无功功率负荷QLD：以异步电动机为例说明负荷消耗无功功率的特点异步电动机是电力系统主要的无功负荷系统无功负荷的电压特性主要由

2、异步电动机决定Qm:励磁功率。当电压较高时，由于饱和的影响，Xm下降，Qm随V变化的曲线稍高于二次曲线。Qσ:漏抗Xσ的无功损耗，若负载功率=常数，当电压降低时，转差s增大，I增大，Qσ也增大。在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的增减而增减。但当电压明显降低时，无功功率主要由无功损耗决定，随电压下降反而上升。β为受载系数＝实际负荷/额定负荷电力系统无功功率平衡12.11.无功功率负荷和无功功率损耗2）变压器的无功损耗△Q0：励磁损耗，与V2成正比△QT：漏抗损耗，当S不变时，与V2成反比变压器的

3、无功损耗电压特性与异步电动机类似电力系统无功功率平衡12.11.无功功率负荷和无功功率损耗3）线路的无功损耗△QL：线路电抗的无功功率△QB：充电无功功率35kV及以下输电线的充电功率小，线路消耗无功功率110kV及以上输电线，重载时是无功负载，轻载时能成为无功源电力系统无功功率平衡12.12.无功功率电源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电力系统无功功率平衡12.12.无功功率电源1）发电机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SGN：额定视在功率φGN：额定功率

4、因数角电力系统无功功率平衡12.12.无功功率电源1)发电机隐极机联接在恒压母线上可见，发电机只在额定电压、电流和功率因数下运行（C点）才能达到额定视在功率，使容量得到最充分利用。降低功率因数运行时，无功受转子电流限制。发电机一般以滞后功率因数运行，必要时可以减少励磁电流在超前功率因数下运行，即进相运行，以吸收系统多余的无功功率。（系统低负荷运行时，线路电抗无功损耗明显减少，线路充电功率大量剩余，引起系统电压升高，发电机进相运行有利于调压）旋转元件，运行维护复杂；有功损耗较大，满负荷时约为额定容量的

5、1.5%~5%，容量越小，比例越大；小容量机组投资费用高（每kVA），仅利于集中大容量使用；响应速度较慢，难以适应动态无功控制的要求20世纪70年代后，逐渐为静止无功补偿器取代；2)同步调相机过励磁运行，向电网输出感性无功功率；欠励磁运行，从电网吸收感性无功功率；欠励磁最大容量为过励磁容量的50%~65%；可实现无功电压连续调节；具有强励功能，有利于提高稳定性3)静电电容器输出无功与节点电压平方成正比，无功功率调节性能较差；装设容量可达可小，既可集中安装，亦可分散安装；单位容量投资费用较小，与总容量

6、无关；运行损耗约为额定容量的0.3%~0.5%；无旋转元件，运行维护方便；可根据负荷变化，分组投切电容器，实现补偿功率的分级调节（不连续）；目前广泛低压配网中广泛采用的无功补偿技术工程上遇到由于谐波引起的电容器损坏事故较为突出，值得关注4)静止无功补偿器—饱和电抗器型静止补偿器4)静止无功补偿器—晶闸管控制电抗器型静止补偿器TCR支路正负半周内部分导通等值电感可连续调节有谐波4)静止无功补偿器—晶闸管投切电容器型静止补偿器TSC：整周波投切，不产生谐波分级调节快速响应5)静止无功发生器（SVG：St

7、aticVarGenerator）与SVC相比，响应速度更快，运行范围更宽，谐波电流含量更少电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流储能电容的容量远小于装置无功容量电力系统无功功率平衡12.13.无功功率平衡①无功功率平衡计算系统无功功率平衡关系式：QGC－QLD－QL＝QresQGC：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Qres>0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用Qres<0表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置电力系统无功功率平

8、衡12.13.无功功率平衡①无功功率平衡计算系统无功功率平衡关系式：QGC－QLD－QL＝Qres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：QGC＝QG∑＋QG∑总无功负荷QLD按负荷的有功功率和功率因数计算。为减少网损，一般规定35kV及以上电压等级直接供电的负荷的cosφ≥0.9，其它负荷的cosφ≥0.85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ΔQL∑和线路电纳的无功功率ΔQB∑，即：QL