项目电力系统稳态计算.ppt

学习内容 任务1 电力系统潮流计算 学习目标1 4 电力负荷的参数 复功率的表示方法为 5 关于复功率 电感性负荷吸收的无功功率负荷为正电容性负荷吸收的无功功率为负 6 电力系统潮流 小组讨论 什么叫做电力系统潮流 7 问题的提出 如何确定该网络的潮流分布 阻抗上的功率损耗 如何计算阻抗z上的功率损耗 9 阻抗上的功率损耗 10 阻抗上的功率损耗 11 阻抗上的功率损耗 导纳上的功率损耗 13 电力线路的潮流分布1 14 线路电纳功率损耗 线路末端电纳中的功率损耗 15 线路功率损耗 阻抗支路末端的功率为 16 线路功率损耗 17 阻抗支路中始端的功率为始端导纳支路的功率为始端功率为 未知量 怎么求呢 18 电力线路的电压降落计算 电压降落 线路始末两端电压的相量差 19 电压损耗 20 例1 某110kV输电线路 长100kmr 0 21 kmx 0 409 kmb 2 74 10 6S km线路末端功率10MW cos 0 95滞后已知末端电压为110kV试计算始端电压大小 始端功率 21 线路的等值电路 首先做线路的等值电路 并求参数 R 21 X 40 9 B 2 74 10 4SP 10MW cos 0 95滞后P2 Q2 S2S P cos 102 Q2 10 0 95 2Q 3 289Mvar 22 R 21 X 40 9 B 2 74 10 4S 23 24 25 26 练习 P 893 14 27 电力线路的潮流分布2 问题2 已知末端负荷和首端电压求首端功率和末端电压 28 首先假设网络各点的电压均为额定值线路末端电纳中的功率损耗 阻抗支路末端的功率为 29 30 阻抗支路中始端的功率为始端导纳支路的功率为始端功率为 31 线路末端的电压 32 练习 P 893 15 33 讨论 如果高压输电线路空载运行 首端和末端电压哪一个更高 为什么 线路空载运行 34 线路末端电纳中的功率损耗为 线路阻抗上的压降为 所以 空载线路的末端电压可能高于首端 35 例 经查表得LGJ 95单位长度的电阻为 0 33 km 单位长度的电抗为 0 44 km 单位长度的电纳为 2 65 10 6 S km 36 线路长80km Z 26 4 j35 2 B 2 12 10 4 S 37 设网络各点的电压均为额定值 38 39 40 线路末端电压 变压器的潮流分布1 41 42 阻抗支路的功率损耗为 变压器的功率损耗 43 阻抗支路中始端的功率为 始端功率为 注意 变压器励磁支路的无功功率与线路支路的无功功率符号相反 始端导纳支路的功率为 讨论 变压器的铜损与铁损电力系统的变动损耗和固定损耗 45 类似电力线路的电压降落 变压器阻抗中电压降落的纵 横分量分别为 变压器阻抗支路电压降落 变压器始端的电压为 46 如何降低电力系统的电压损耗 电压损耗的纵分量 横分量 讨论 47 练习 110kV电力系统 线路末端电压为110kV 求线路始端功率和电压 任务2 电力系统频率调整 学习目标2 50 衡量电能质量的指标 50Hz允许偏移为 0 2 0 5Hz 额定电压的 5 正弦波形 51 讨论 电力系统中的谐波是如何产生的 电力系统中的谐波有什么影响 如何消除电力系统的谐波 52 电力系统的频率偏移 为什么要保持频率稳定 频率变化的原因 系统中负荷的变化 你答对了吗 电力系统中的负荷变化 有功功率负荷变化曲线 有功功率平衡 讨论 有功功率电源 发电机是系统中唯一的有功功率电源 电力系统的备用电源 国民经济备用 检修备用 事故备用 负荷备用 电力系统的备用电源 热备用 冷备用 电力系统中的负荷变化 有功功率负荷变化曲线 一次调频 二次调频 三次调频 电力系统的频率调整 60 频率的一次调整 61 调速系统的基本原理 62 发电机的频率特性 发电机频率特性的斜率为发电机的单位调节功率是可以整定 负荷需要的有功功率与电网频率的关系 负荷的频率特性 64 电力系统的一次调频 调速器作用 初始运行点O当负荷增加 一次调频为有差调频 65 频率的二次调整 手动或自动调节调频器使发电机组的频率特性平行的上下移动 66 电力系统的二次调频 初始运行点O当负荷增加 频率的二次调整 67 多机系统的频率调整 多机系统在负荷变化时 带调速器的机组 只要有可调容量 都参加一次调整 二次调整由少数机组 厂 承担 主调频机组 厂 负荷增量主要由它们承担 可依次分为第一 第二 调频机 厂 68 主调频厂 足够可调容量 有一定调整速度 调整时能符合安全 经济的要求 一般选水电厂 中温中压火电厂 主调频厂起全系统功率平衡的作用 可作平衡节点 频率的三次调整 频率的三次调整 Phase1 Phase2 调度中心制定负荷预测曲线 经济的分配给各电厂 任务3 电力系统无功功率平衡 72 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 无功负荷 以滞后功率因数运行的设备的无功部分 73 无功损耗 线路 消耗QL 感性 提供QC 充电功率 消耗QL 提供QC 74 无功损耗 变压器 消耗QL 75 无功功率电源 发电机电容器同步调相机静止无功补偿装置 76 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 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 77 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 不利于电压稳定 电容器 78 同步调相机 同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发pG的同步电机或不带PD的同步电机过激运行时发出QG 无功电源 欠激运行时吸收QG 无功负荷 79 同步调相机 优点 调节平滑 系统故障时也能调 可作无功负荷 缺点 损耗大 额定容量的1 5 5 投资大 维护量大 80 静止无功补偿器 81 82 优点 调节能力强 反应速度快 特性平滑 可分相补偿 维护简单 损耗小 缺点 最大补偿量正比于电压平方 电压低时补偿量小 谐波对电力系统产生污染 静止无功补偿器 83 三 无功功率的平衡 运行中 电源 负荷 损耗 84 设置除发电机以外的无功电源以满足系统电压要求 无功补偿 85 无功补偿 原因 实际的负荷功率因数低 左右 而发电机的高 网损中无功损耗 有功损耗无功功率不能远距离输送所以 就地进行补偿 另装无功电源无功平衡要求 全系统平衡 运行 规划设计 局部地区基本平衡 避免无功远距离输送 86 减少系统对无功的需求 为什么要减少无功的需求 因为面对十分低劣的负荷自然功率因数谈无功功率的最优分布 显然是舍本逐末的 87 电压偏移的影响 1 电压偏移对负荷的影响照明 电热 电动机 家用电器 2 电压偏移对电力系统的影响功率损耗 电能损耗 设备绝缘 运行稳定性 电晕损耗 88 电压控制原理 89 1 调整UG 2 调整变比K1 K2 3 改变功率分布 以为主 4 改变网络参数R jX 以X为主 怎么实现 使UD变化的措施 90 改变发电机端电压调压 改变发电机的励磁电流可以调节发电机的电势或端电压 负荷增大 电力网电压损耗增加 用户电压降低 这时 增加发电机励磁电流 提高发电机电压 反之亦然 逆调压 91 发电机运行电压变动范围为额定值 5 对于线路长 供电范围大 多级变压的供电系统电压损耗的数值和不同运行方式下的变化幅度都较大 在大型电力系统中 发电机调压只作为一种辅助调压措施 改变发电机端电压调压 92 可调压变压器 变压器分为有载调压变压器和无载调压变压器调整分接头的位置可以改变变压器的变比 通常分接头设在高压绕组 双绕组变 或中高压绕组 三绕组变 93 变压器的分接头 分接头的表示方法 容量6300kVA及以下 UN 5 3个分接头容量8000kVA及以上 UN 2 2 5 5个分接头主抽头 对应高中压绕组额定电压UN的分接头 94 利用有载变压器调压 为了保证连续供电和随时调压 扩大调压幅度 采用有载调压变压器 有载调压变压器有两种型式 本身具有调压绕组的有载调压变压器带附加调压器的有载调压变压器 95 96 97 改变电力网的无功功率分布调压 如果系统无功功率不足 靠改变变压器分接头调压 只能使局部地区电压得到改善 其他地区电压更为降低 必须增加无功功率电源 进行并联补偿 改变电力网的无功功率分布 以达到调压的目的 合理配置无功功率补偿容量还可以减少网络中的有功功率损耗 98 选择无功功率补偿容量的基本原理 在变电所末端并联补偿设备前 线路首端电压为 99 简单电力网的无功功率补偿 在变电所低压侧进行无功功率的补偿 补偿电源的容量为QC由线路传送的无功功率为Q QC变电所低压母线的电压由U2提高到U2C线路首端电压为 100 并联电容器进行无功补偿 选择电容器作为无功补偿设备时 应考虑最小负荷时将电容器全部退出 最大负荷时全部投入 101 装设同步调相机 同步调相机应能在最大负荷时发出无功功率 在最小负荷时吸收无功功率 102 改变电力网的参数调压 在线路上接入电容器 利用电容器的容抗补偿线路的感抗 使电压损耗中的QX U分量减小 从而可以提高线路末端电压 103 改变电力网的参数调压 104 改变电力网的参数调压 在负荷功率因数较低时 输电线路上串联电容器调压效果较显著 无功负荷大时 串联电容器提升的末端电压的数值QX U 即调压效果 增大 负荷小时 效果减小 105 改变电力网的参数调压 在负荷功率因数较高时 由于QX U分量所占比重不大 调压效果不明显 串联电容器调压一般用于供电电压为35kV或10kV 负荷波动大而频繁 功率因数低的线路 106 调压措施的比较 首先考虑发电机调压 不需要附加设备 当系统的无功功率充足时 可以选择变压器的分接头调压 普通变压器要退出运行才可以调整 而有载调压变压器可以带负荷调压 107 在无功功率不足的情况下 不能靠改变变压器的变比调压 常采用无功补偿设备来增加无功电源 改变电力网的无功功率分布 网络中的枢纽变电站可以采用调相机