电力系统无功功率和电压调整

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1、第三（六）章　电力系统无功功率和电压调整主要内容:了解无功功率平衡的概念及无功功率平衡的基本要求了解系统中各无功电源的调节特性了解利用电容器进行补偿调压的原理与方法了解变压器分接头进行调压时，分接头的选择计算9/9/2021问题1、电压偏移如何影响现代生产和生活？2、电力系统为何总存在电压偏移？允许电压偏移量？3、电力系统的电压水平取决于什么？4、控制电压的无功电源主要有哪些？分别有何特点？5、现代电力大系统的电压是如何管理的？无功平衡9/9/2021第一节电力系统电压偏移1.电压偏移对负荷的影响电动机、电热、照明、家用电器、系统一.调压的必要性电力设备设计：额定电压下才能有好技术

2、经济性能异步电动机：电压低，定子电流显著增大，温升，加速绝缘老化，烧电机；电压高，破坏绝缘。电热设备：电压低，大大降低发热量。照明设备：电压低，发光不足；电压高，影响寿命。家用电器（如电视）：电压低，图像不稳定；电压高，影响显像管寿命。电子设备、精密仪器：对电压都极其敏感，要求更高，电压质量已成为现代企业投资环境的重要因素9/9/20212.电压偏移对电力系统自身的影响电压低：功率损耗、电能损耗增大，危及电力系统运行稳定性电压高：破坏设备绝缘、超高压网络电晕损耗9/9/2021二、电力系统允许的电压偏移负荷随机变化系统运行方式经常变化不可能严格保证所有节点任何时刻都为额定电压，电压

3、偏移不可避免，需合理规定允许的偏移范围。电网额定电压电压允许偏移35KV及以上±5%10KV及以下±7%低压照明+5%~-10%农村照明+7.5%~-10%事故时再加5%，正偏移不能超过10%电压损耗随机变化9/9/2021如何使电压偏移在合理的范围内？首先要解决的问题是：电力系统的电压水平取决于什么？9/9/2021三.电压水平的确定负荷的无功——电压静态特性系统的无功——电压静态特性9/9/2021电压水平的确定δФФU9/9/2021电压水平到底取决于什么UQ11’负荷无功负荷无功—电压静态特性（曲线族）系统无功系统无功—电压静态特性（曲线族）结论：无功平衡水平决定电压水平

4、，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，即要求无功电源充足。9/9/2021第二节　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.无功负荷：以滞后功率因数运行的用电设备（主要是异步电动机）所吸收的无功部分。一般综合负荷的功率因数为0.6~0.9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，无论工业或农业习户都以滞后功率因数运行，其值约为0.6~0.9，负荷取用的无功约为其有功的0.5～1.3。其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。9/9/2021无论是电力

5、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.电力系统中的无功损耗：（1）线路消耗QL（感性）提供QC（充电功率）9/9/2021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.消耗QL消耗QC9/9/2021（2）变压器消

6、耗QL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：9/9/2021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。9/9/2021二.无功功率电源１.发电机发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功电源功率因素一般为0.85～0.9，额定无功约为其有功的0.5～0.6发电机在正常运行时，其定子和转子电流都不应超过额

7、定值。在额定状态下，发电机容量得到最充分的利用。发QG的能力与同时发出PG有关,由发电机的PQ极限曲线决定系统中有备用有功电源时,可将负荷中心的发电机降低功率因数运行，少发有功、多发无功,有利于无功的局部平衡，提高系统电压水平。PQ极限曲线9/9/2021２.并联电容器电容器可按三角形和星形接法并联接在变电所母线上，只能提供无功功率，不能吸收无功功率。优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投资少、有功损耗少(额定容量的0.3~0.5%)缺点：电压下降时急剧下降,不