电力系统无功功率和电压调整-PPT课件.ppt

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1、电力系统无功功率和电压调整5.1电压调整的一般概念5.2电力系统的无功功率平衡5.3电力系统中枢点的电压管理5.4电力系统的电压调整5.5频率调整与电压调整的关系5.1.1电压调整的必要性电压偏移过大对电力系统本身及用电设备会带来不良影响。（1）工作效率和寿命下降。白炽灯对电压变化最为敏感。5.1电压调整的一般概念（2）电压过高，电气设备绝缘受损，变压器、电动机铁芯饱和，铁芯损耗增大，温度升高，寿命缩短。（3）电压过低，异步电机转速下降，影响产品质量；电机电流增加，电机发热，效率降低。（4）电炉的有功功率与电压平方成正比，电压过低，增加冶炼时

2、间，影响产量。5.1.1电压调整的必要性5.1电压调整的一般概念5.1电压调整的一般概念系统无功功率不足，电压水平低下时，某些枢纽变电所母线电压在微小扰动下会迅速大幅度下降，产生电压崩溃，从而导致电厂之间失步，系统瓦解，大面积停电的灾难性事故。（5）系统电压降低，发电机定子电流将因其功率角的增大而增大。增大到额定值后，使发电机过热，不得不降低出力。（6）系统电压过低会使电网的电压损耗和功率损耗增加，影响系统的经济运行；过低的电压甚至严重影响电力系统的稳定性。“电压崩溃”现象5.1.2电力系统允许的电压偏移电力系统运行中，不可能也没有必要使所有

3、节点电压或某一节点电压都保持为额定值。（1）设备及线路压降，不可能所有节点电压都保持额定值。（2）负荷不断波动，导致压降不断变化。（3）运行方式改变（负荷变化，设备检修、故障退出，接线方式的改变等），功率分布改变，从而电压改变。5.1电压调整的一般概念图5-1沿线路各点电压的变化5.1.2电力系统允许的电压偏移电力系统一般规定电压偏移的最大允许范围。我国规定的各类用户的允许电压偏移在正常状况下为35kV及以上电压供电负荷:±5%10kV及以下电压供电负荷:±7%低压照明负荷:+5%~-10%农村电网:+7.5%~-10%在事故情况下，允许再增

4、加5%，但正偏移最大不能超过10%。5.1电压调整的一般概念第二节电力系统的无功功率平衡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。1．无功功率负荷5.2.1无功功率负荷和无功功率损耗异步电动机图5-2异步电动机的简化等值电路jX电压下降,转差增大,定子电流增大。图5-3异步电动机的无功功率与端电压的关系受载系数:实际负载和额定负载之比.结论：在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的升降而增减。1．无功功

5、率负荷异步电动机2．变压器的无功损耗假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压VS%=10.5，在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%。如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功功率损耗的数值是相当可观的。3．输电线路的无功损耗图5-4输电线路的π型等值电路线路的无功总损耗为一般情况下，35kV及以下系统消耗无功功率；110kV及以上系统，轻载或空载时，成为无功电源，传输功率较大时，消耗无功功率。3．输电线路的无功损耗5.2.2无功功率电源电力系统的无功功率电源有发电机、同步调相机、静电电容器及静止补偿器，后三种

6、装置又称为无功补偿装置。1.发电机发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的无功功率。图5-5发电机的P-Q极限代表额定视在功率AC为半径的圆周以OC为半径的圆周1.发电机（1）当发电机低于额定功率因数运行时，能增加输出的无功功率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定值的条件，将低于其额定值。图5-5发电机的P-Q极限代表额定视在功率AC为半径的圆周以OC为半径的圆周（2）当发电机高于额定功率因数运行时，励磁电流不再是限制条件，原动机的机械功率又成了限制条件。图5-5发电机的P-Q极限代表额定视

7、在功率AC为半径的圆周以OC为半径的圆周（3）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。图5-5发电机的P-Q极限代表额定视在功率AC为半径的圆周以OC为半径的圆周2.同步调相机同步调相机相当于空载运行的同步电动机。(1)优点：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。因而，它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出

8、（或吸取）的无功功率，进行电压调节，调节性能较好。(2)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