第6章 电力系统的无功功率和电压调整(讲课)ppt课件.ppt

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1、第六章电力系统的无功功率和电压调整第六章电力系统的无功功率和电压调整基本要求：了解无功功率最优分配，无功功率平衡与电压的关系，掌握电压调整原理、方法及措施。前面讲过，有功功率电源是各类发电厂中的发电机，而无功电源除发电机外。还有电容器调相机静止补偿器分散在各变电所且不消耗一次能源，但系统中无功损耗>有功损耗调频——调整原动机功率调压——有多种手段第六章电力系统的无功功率和电压调整电力系统中的有功功率电源是集中在各类发电厂中的发电机；无功功率电源除发电机外，还有电容器、调相机和静止补偿器等，分散在各变电所。供应有功功率和电能；必须消耗能源，但无功功率电源一旦设置后，就可随时使用而不再有其它经

2、常性耗费。系统中无功功率损耗远大于有功功率损耗。正常稳态运行时，全系统频率相同，频率调整集中在发电厂，调频手段只有调整原动机功率一种。电压水平则全系统各点不同，而且．电压调整可分散进行，调压手段也多种多样。凡此种种，使电力系统的无功功率和电压调整与有功功率和频率调整有很大不同。本章主要阐述电力系统中无功功率的最优分布和电力系统的电压调整两个问题。6－1电力系统中无功功率的平衡一、无功功率负荷和无功功率损耗1．无功功率负荷各种用电设备中，除相对很小的白炽灯照明负荷只消耗有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功功率外，大多数都要消耗无功功率。因此，无论工业或农业用户都以滞后功率因数运行，

3、其值约为0.6~0.9。其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。无功功率负荷曲线的变化规律虽大体与有功功率相似，也并非完全亦步亦趋。但无论是电力系统的运行或设计部门，一般都不编制无功功率负荷曲线而只编制无功功率平衡表或各枢纽点电压曲线。而且，这些表格或曲线也只是隔一段时间制作一欠。对无功功率管理之所以与对有功功率不同，原因仍在于无功功率与有功功率本身性质的不同。2．变压器中的无功功率损耗变压器中的无功功率损耗分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流I0的百分值，约为1％~2％；绕组漏抗中损耗。在变压器满载时，基本上等于短路电压Uk的百

4、分值，约为10％。但对多电压级网络。变压器中的无功功率损耗就相当可观。以一个五级变压的网络为例：RTjXTU1N.-jBTGT由此可见，系统中变压器的无功功率损耗占相当大比例，较有功功率损耗大得多。3．电力线路上的无功功率损耗电力线路上的无功功率损耗也分两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的这种损耗又称充电功率，与线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的这种损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。RjXU1.U2.1．发电机同步发电机既是有功功率电源，又是最基本的无功功率电源。一般发电机向系统发无功为系统有功的40%－60%。即：二、无功功率电源2.同步调相机同步调相机相

5、当于空载运行的同步电动机。在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的（50%～65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电压调节。因而调节性能较好。————2.同步调相机缺点：同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂；有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的(1.5~5)%，容量越小，百分值越大；小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。故同步调相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。同步调相机常安装在枢纽

6、变电所。2.同步调相机静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。它供给的无功功率QC值与所在节点电压的平方成正比，即缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。QC=U2/XC3.静电电容器4．静止补偿器和静止凋相机静止补偿器和静止调相机是分别与电容器和调相机相对应而又同属“灵活交流输电系统”范畴的两种无功功率电源。前者出现在70年代初，是这一“家族”的最早成员。目前已为人们所熟知；后者则尚待扩大试运行的规模。静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成电容器

7、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。静止补偿器的全称为静止无功功率补偿器(SVC)，有各种不同型式。目前常用的有晶闸管控制电抗器型(TCR型)、晶闸管开关电容器型(TSC型)和饱和电抗器型(SR型)三种，分别如图6-1(a)、(b)、(c)所示。它们的静态电压特性(伏安特性)，则分别示于图6-2(a)、(b)、(c)。串联谐振回路（高次谐波通