电力系统的无功功率平衡和电压调整(I)

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1、电力系统的无功功率平衡无功负荷和无功电源及其无功电压特性无功功率平衡与电网电压水平的关系电压调整的基本概念允许电压偏移中枢电压管理电压调整的措施调压措施的应用CH12电力系统的无功功率平衡和电压调整电力系统的无功功率平衡和电压调整电压是衡量电能质量的重要指标。电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功出力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，否则电压就会偏离额定值。电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备会带来不良的影响。（1）效率下降，经济性变差。（2）电压过高，照明

2、设备寿命下降，影响绝缘。（3）电压过低，电机发热。（4）系统电压崩溃电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率负荷异步电动机等值电路因为异步电动机在电力系统负荷（特别是无功负荷）中占比重很大，系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定异步电动机的无功功率和有功功率异步电动机的无功电压特性受载系数负载不变电压降低无功损耗反而升高受饱和影响，励磁功率稍高于二次曲线电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率负荷变压器的无功损耗变压器的无功损耗变压器等值电路输电线路的无功损耗输电线路的无功消耗输电线路等值电路35kV及

3、以下线路充电功率很小，消耗无功功率；110kV及以上线路轻载时为无功电源，重载时消耗无功功率。无功需求比重大：空载电流I0%=2.5，短路电压VS%=10.5，在额定满载下运行时，无功消耗将达额定容量的12%。电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源发电机—P-Q极限受额定励磁电流限制，发电机电抗压降限值，以O点为圆心，OC为半径进相运行的稳定约束和定子绕组端部温升受定子额定电流限制，发电机电抗压降限值，以A点为圆心，AC为半径OC—空载电势OA—机端电压AC—发电机电抗压降，正比于视在功率；AD—正比于

4、机端有功功率AB—正比于机端无功功率DC—原动机输入功率（额定有功功率）约束发电机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数（即运行点C）下运行时视在功率才能达到额定值，使其容量得到最充分的利用。电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源旋转元件，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；同步调相机过励磁运行，向电网输出感性无功

5、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%；装有自动励磁，可实现无功电压连续调节；具有强励功能，可调节系统电压，有利于提高稳定性电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源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；装设容量可大可小，既可集中安装，亦可分散安装；单位容量投资费用较小，与总容量无关；运行功率损耗小，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

6、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QC=V2/XC电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源静止无功补偿器—饱和电抗器型静止补偿器静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源静止无功补偿器—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电力系统的无功功率平衡和电压调整

7、—无功功率电源静止无功补偿器—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电力系统的无功功率平衡和电压调整—无功功率电源静止无功补偿器—静止无功发生器（SVG：StaticVarGenerator）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的无功功率平衡和电压调整—无功功率平衡无功功率平衡的基本概念无功平衡的基本要求：系统无功电源容量大于无功负荷与无功损耗之和，并具有备用容量无功电源总出力

8、包括发电机无功功率和各种无功补偿设备的无功功率发电机无功功率按额定功率因数计算无功负荷按照负荷有功功率和功率因数计算，35kV及以上电压等级要求功率因数要达到0.9以上。无功功率分地区、分电压等级就地平衡—避免无功大容量远距离传送超高压线路并联高压电抗：90%QB变电站低容低抗、配电网电容补偿无功平衡应分别按最大和最小负荷计算小容量的采用电容器，大容量的调相机或补偿器无功损耗包括变压器