第12章_电力系统的无功功率平衡和电压调整

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1、第十二章电力系统的无功功率平衡和电压调整1电压是衡量电能质量的一个重要指标质量合格的电压应该在以下四个方面都能满足有关国家标准规定的要求：供电电压偏移电压波动和闪变电网谐波三相不对称程度12.0概述①对设备：△V引起效率下降、经济性能变差，影响生活质量：照明缩短寿命，甚至造成损坏：白炽灯、电动机、绝缘降低生产率，出废品、次品②对电力系统：电压降低：会使网络中功率和能量的损耗加大电压过低：有可能危及电力系统的运行稳定性电压过高：各种电气设备的绝缘可能受到损害，在超高压网络中还将增加电晕损耗等概述12.0电压

2、合理的重要性概述12.0日本东京电力系统1987年7月23日发生电压崩溃造成大停电事故。起因是由于负荷增加过快，电压开始下降，最后发展到继电保护动作跳闸，导致三个变电所全停。1982年8月7日，华中电网因220KV联络线A相对支路放电，继电保护动作跳闸，导致系统稳定破坏，各电厂和变电站电压大幅度下降，系统解环，电网失去大量无功电源，结果使湖北地区大面积停电，武汉钢铁公司等重要用户受到很大的损害，部分设备损坏。概述严格保证电压经济上不可行，也没有必要，允许的电压偏移：35kV及以上：±5%10kV及以下：±7

3、%低压照明：+7%，-10%农村电网：+15%，-10%（+10%，-15%）12.0合理的无功功率源配置是保证电压合理的关键本章的基本内容为什么V和Q联系起来调压方法：规划：如何确定网络参数和结构，简单设计，复杂校核运行点优化：利用已有资源满足调压要求复杂系统优化：基本概念学习方法：注重基本概念、简单系统的解决思路12.012-1:电力系统的无功功率平衡12-2:电压调整的基本概念12-3:电压调整的措施12-4:调压措施的应用12.0目录电力系统无功功率平衡无功功率平衡无功负荷与无功电源失去平衡时，会引

4、起系统电压的升高或下降。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。12.1电力系统无功功率平衡12.11.无功功率与电压的关系①无功功率对电压水平有决定性的影响，是引起电压损耗的重要因素在高压网络中，X>>R，当Q与P可比时，电压降落的绝大部分为QX项，如果减少Q，则可以大大减少电压损耗。无功功率的远距离传输和就地平衡电力系统无功功率平衡12.11.无功功率与电压的关系②节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用忽略R电力系统无功功率平衡12.11.无功功率与电压的关系②节点电压有效值的大小

5、对无功功率分布起决定作用当P和E为定值时，Q与V的关系如右图：由此可见，系统无功电源充足，可以满足较高电压水平下的无功功率平衡，无功不足，则运行电压水平较低。节点电压有效值的大小对于无功功率分布起决定作用。电力系统无功功率平衡12.12.无功功率平衡①无功功率平衡计算系统无功功率平衡关系式：QGC－QLD－QL＝QresQGC：电源供应的无功功率之和QLD：无功负荷之和QL：网络无功功率损耗之和Qres：无功功率备用Qres>0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用Qres<0表示系统中无功功率不足，应考

6、虑加设无功补偿装置电力系统无功功率平衡12.12.无功功率平衡①无功功率平衡计算系统无功功率平衡关系式：QGC－QLD－QL＝Qres系统电源的总无功出力QGC包括发电机的无功功率QG∑和各种无功补偿设备的无功功率QC∑，即：QGC＝QG∑＋QG∑总无功负荷QLD按负荷的有功功率和功率因数计算。为减少网损，一般规定35kV及以上电压等级直接供电的负荷的cosφ≥0.9，其它负荷的cosφ≥0.85总无功损耗QL包括变压器的无功损耗QLT∑、线路电抗的无功损耗ΔQL∑和线路电纳的无功功率ΔQB∑，即：QL＝Q

7、LT∑＋ΔQL∑＋ΔQB∑电力系统无功功率平衡12.12.无功功率平衡②无功功率平衡的基本要求无功电源的无功输出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系统还必须配置一定的无功备用容量尽量避免通过电网元件大量的传送无功功率，应该分地区、分电压级、就地进行无功功率平衡一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡总之，无功平衡是一个比有功平衡更复杂的问题。一方面，不仅要考虑总的无功功率平衡还要考虑分地区的无功平衡，还要计及超高

8、压线路充电功率、网损、线路改造、投运、新变压器投运及大用户等各种对无功平衡有影响的因素一般无功功率按照就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电电容器；大容量的配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或SVC电力系统无功功率平衡12.12.无功功率平衡电力系统无功功率平衡12.13.无功功率负荷1）无功功率负荷QLD：以异步电动机为例说明负荷消耗无功功率的特点异步电动机是电力系统主要