第6章无功电压20191115okppt课件.ppt

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1、9/19/202111:32AM第六章电力系统无功功率和电压调整照明设备：白炽灯白炽灯的电压特性异步电动机：当U70%UN若电机满载运行，会造成电机停转机。堵转→I↗→T↗→烧坏。§6-1概述一、电压波动对用户的影响9/19/202111:32AM§6-1概述电子设备:(例如电视机)U↓图像不稳定（波动、变形）。U↑显像管寿命↓。因而，我国对各类供电电压和网络的节点规定了允许的电压偏移。以前分析：在高压电力系统中，节点电压幅值仅与无功功率变化有关。二、影响节点电压的因素下面以单回线路为例：9/19/20211

2、1:32AMR+jXP2+jQ2U2U1110kV以上线路：X>>R①有功功率主要与线路两端的电压夹角有关；δ↑P2↑。当U1超前U2时，δ>0，P2>0，即P2方向总从超前电压流向滞后电压；分析：§6-1概述9/19/202111:32AM②无功功率的大小和方向取决于U1和U2的大小；若cosδ≈1，当U1>U2时，Q2>0，即无功功率总是从电压高的一端流向电压低的一端；U1不变时：Q越大，U2越低；Q越小，U2越高；R+jXP2+jQ2§6-1概述9/19/202111:32AM可见，在负荷吸收无功不变的情况下，

3、由于传输的无功较大，会导致U2数值过低，超出了线路末端允许的电压偏移值。◆提高U1，但是，可能会造成U1超出允许电压偏移值。◆如果所欠的无功功率由设在线路末端的无功电源满足，这种满足电压要求而设置的无功电源称为无功补偿电源，简称无功补偿。无功补偿减少了线路流动，从而提高了输电线路末端的电压。这种方法调压在低压配电系统中应用极为广泛。§6-1概述保证U2电压质量，有两种方法：9/19/202111:32AM根据系统的能量守恒，系统中任意时刻发出的无功功率应等于消耗的无功功率。系统无功功率的平衡可以从无功电压特性曲线可以看出。

4、例如：一个简单系统。～D对系统综合用电负荷，一般表现的是异步电动机的无功电压特性。其特性曲线在电机学学过，如图。做发电机和线路的等值电路，如图。(假若发电机为隐极机。)§6-1概述三、无功功率平衡与电压水平的关系9/19/202111:32AM其中，X—发电机、线路的总电抗E—发电机电动势P＋jQ—发电机送到用户的功率～DjxE·U·I·P+jQ发电机的无功电压特性(表达式)，前面已经推导。可见，发电机的无功电压特性曲线是一条向下开口的抛物线，如图。§6-1概述9/19/202111:32AMQGQUQLUN如果该系统正常

5、运行，则工作点应在负荷和发电机的无功曲线交点。(产生和消耗相等)在系统有功不变的情况下：QL′△QabU1可见，系统无功不足时，导致电压下降，在较低电压下达到无功平衡。QG′c系统在额定电压下达到无功平衡。§6-1概述9/19/202111:32AM同样，当发电机无功过剩时，会导致系统电压上升，系统在较高的电压下再达到平衡。即：电力系统无功功率必须保持平衡（产生无功等于消耗无功）-----是维持电压水平的必要条件。注意：希望是在额定电压下的无功功率平衡，不是在电压过高（无功过剩）和过低（无功不足）下的平衡。结论：无功功率与

6、电压调整密切相关。系统无功不足会导致系统电压下降。系统无功过剩，会导致系统电压上升。增加或减少无功输出可以调节系统的电压水平。§6-1概述9/19/202111:32AM当系统无功严重不足时，如图：QGQUUNadU1QGQG′当系统无功上升到与发电机曲线相切时（d点），系统的工作点是不稳定的。任何一个小的扰动，都会导致电压急剧下降，而不能恢复。这种现象称为电压崩溃，d点成临界点。§6-1概述9/19/202111:32AM“电压崩溃”现象例如：上海一发电厂的发电机失去励磁事故。§6-1概述9/19/202111:32AM

7、电力系统正常运行必须保证无功功率平衡，所以电网的无功功率平衡公式：其中，注意：①这里所说的无功功率平衡是在正常电压水平下的无功功率平衡；在无功不足时，由于电压下降，负荷减少了吸收无功也达到了平衡，这不是所希望的；§6-1概述四、无功功率平衡9/19/202111:32AM②无功功率平衡计算是电力部门的一项重要计算内容；③为了保证电力系统的电压质量，对无功功率平衡的要求是：系统无功功率电源所能发出的最大无功功率电源应大于或等于系统消耗的无功功率；其中，§6-1概述9/19/202111:32AMQC>0系统有无功备用QC<0

8、系统无功缺额，应增加无功电源下面讨论无功平衡中的各量：电力系统的无功负荷指的是用电设备所吸收的无功功率，在系统中，以异步电动机需用的无功功率占的比重最大。电力系统的负荷大多是吸收感性无功功率的，极少一部分负荷具有纯电阻负载（白炽灯、电加热器），不消耗无功。§6-1概述1.无功负荷：例如：异步电动机：9/