电力系统自动化 电压调节1

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1、第二章第二章电力系统电压的自动调节电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题000概述0概述
电力系统运行管理的意义
我国电力系统运行管理的方式：分区管理：：如各大电网和区域电网：如各大电网和区域电网分级管理：：图：图图0图000----1111分层管理：：图：图图0图000----3333
电能质量指标：电压质量：：无功平衡：无功平衡，，无功补偿，无功补偿关于无功的讨论频率质量：：有功平衡：有功平衡发电厂有功===负荷有功=负荷有功+++线损+线损波形质量：：消除谐波：消除谐波
电压调节的意义：系统规模日益扩大，，无功元件越来越多，无功元

2、件越来越多，，影响电压质量，影响电压质量第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题
电压资源与无功资源电压资源：：发电机：发电机基础、、前提、前提无功资源：：发电机：发电机、、变压器、变压器、、电抗器、电抗器、、电容器等、电容器等有了电压资源，，变压器，变压器、、电抗器、电抗器、、电容器等无功资源才能发挥作用、电容器等无功资源才能发挥作用。
电压的产生与调节：发电机启动后，，励磁系统建立磁场，励磁系统建立磁场，，产生电动势，产生电动势，，从而产生机端电，从而产生机端电压压，压，，通过调节励磁电流即可调节，通过调节励磁电流即可调节。与电压调节有

3、关的元件主要是同步发电机、、输电线路、输电线路、、供电线路、供电线路，以下分别讨论。★★1★111同步发电机运行电压的有关问题同步发电机运行电压的有关问题励磁系统及其自动控制的重要性：励磁电流磁场机械能电能发电机运行方式可分为单机运行、单机与系统并列运行、多机并列运行。第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题1.11.1同步发电机单机正常运行的有关问题1.1同步发电机单机正常运行的有关问题同步发电机原理电路同步发电机等值电路•原理电路：励磁绕组ES施加励磁电压U&e产生励磁电流I&e，建立磁场，电磁感应得到感应电动势E&d，它与I&e成正比。发

4、电机负载时，便输出三相交流电流I&g。•等值电路：电压方程为E&=U&+jIX&X为发电机轴电d抗dggdd显然，发电机空载时机端电压U&g与E&d相等。第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题•相量图：j为功率因数角，对于感性负荷，电压U&g超前于电流I&g。d称为功（率）角。I&g的有功分量为I&，无功分量为I&。arEcosd=U+IXdgrd功角较小时E»U+IXdgrd说明无功电流造成了电动势与机端电压的差值，，无功越大电压降落越大，无功越大电压降落越大。第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题上式为发电机的外特性

5、，曲线为励磁电流Ie一定也即Ed恒定时，端电压U随无功g电流的增大而下降。为了保证电压质量，须调节励磁电流。•励磁调节系统原理：发电机励磁电流较大，不宜直接在转子回路中调整。一般通过改变励磁机（大型发电机还具有副励磁机）的励磁电流，调节励磁机输出电压从而改变发电机励磁电流。第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题1.21.2同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题1.2同步发电机与无穷大母线并联运行的有关问题EE¢无穷大电源：电压恒定，内AddA’jIX电抗为0。属理想情况。gdjIX¢gd此时励磁电流的变化不会d¢改变电压。设原动机输

6、出功BdUjs率不变即有功功率不变，也j¢I=I¢就是PUIcosCaa=j=IIsgrg功角特性EUPdssinCIr¢Ig¢=d=XB’d因为有功功率和系统电压都不变，必然有Edsind=C¢¢即E&d只能沿AA’移动Igcosj=C¢即I&g只能沿BB’移动因此，此种情况下调节励磁只是改变I&即无功功率，，而不再有，而不再有“调压”作用。r第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题1.31.3并联运行的各发电机间无功负荷的分配问题1.3并联运行的各发电机间无功负荷的分配问题期望分配：功率分配按照机组容量进行比例分配。（合理）显

7、然，发电机并联运行时，无功电流的自然分配取决于负荷电流的无功分量等于各发发电机的外特性。无功负荷变电机所发无功电流的和。对于2化时，外特性越平坦的机组，台发电机的情况，有无功电流增量越大。（不合理）I=I+Irr1r2第二章电力系统电压的自动调节第一节电力系统运行电压的有关问题均匀分配：两台机组承担相同的无功负荷。要求机组的外特性相同（曲线1）。（（较（较合理）虚线2反映考虑变压器压降时，高压母线应有上倾的电压-无功电流特性。U=U-IXbusgrT合理分配应为如何实现合理分配？自动调压器（或称自动励U1磁调节器）可对外特性曲线U2大容量机组进行斜度调整，实现机组

8、间小容量机