电力系统电压调整和无功功率控制技术

1、无功电源发电机调相机电容器、静止补偿器分散在变电所无需消耗能源系统无功损耗有功损耗全系统各点电压水平不同，电压分散控制，手段多样有功控制在电厂 全系统有统一的f大部分设备是感性元件无功电源：是指无需消耗能源的电源设备第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术9/5/20221电力系统自动化第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术第三节 电力系统电压控制的措施第一节 电力系统电压控制的意义第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系第四节 电力系统电压综合控制9/5/20222电力系统自动化第一节 电力系统电压控制的意义电压-电能质量指标 电压降低对发电机运行产生影响 电压降低对负荷产生影响 电压降低

2、对系统产生影响定子电流增加（保证输出功率）限制发出有功（定子电流受限）电动机（电流增加，n)电热设备（降低发热量，照度变化）降低影响稳定性升高威胁设备绝缘电压降低的影响：网损、电晕等9/5/20223电力系统自动化我国对电压偏差的规定：10kV及以下电压供电的负荷35kV及以上电压供电的负荷低压照明负荷农村电网（正常）（事故）9/5/20224电力系统自动化第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系（从整个系统看问题）9/5/20225电力系统自动化分析讨论：无功平衡与电压水平正常额定状态（电压额定）发电机线路（网络）负荷无功负荷增加：（平衡的）新的平衡若发电机增励磁增加补充9/5/20226电

3、力系统自动化电力系统无功-电压静态特性运行点 A：可采用其他的补偿控制措施（增加电源无功电源）在负荷中心地区设置：防止无功远距离传输增加0QU0QAC9/5/20227电力系统自动化电力系统的无功功率电源 同步发电机（唯一的有功电源，也是基本的无功电源）发电机的P-Q曲线：输出P与Q的关系（象限）4040800.40.50.8励磁限制9/5/20228电力系统自动化 同步调相机及同步电动机同步调相机：特殊运行状态下的同步电动机不带有功负荷的同步发电机不带机械负荷的同步发电机过激运行：向系统提供感性无功功率欠激运行：从系统吸收感性无功功率实现调压同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功改变励磁平

4、滑改变无功大小方向输出无功功率随端压的下降而增加9/5/20229电力系统自动化 并联电容器（吸收容性无功，即发出感性无功）集中使用，分散使用;分相补偿;随时投入（切除）;不足:9/5/202210电力系统自动化 静止无功功率补偿器（SVC: Static VAR Compensator）工作原理容性感性0饱和电抗器并联电容器正常无功负荷突增U：容性感性0用无功说明：系统送9/5/202211电力系统自动化 高压输电线路的充电功率（线路电纳作用）固定的无功电源下面的问题：怎样应用这些无功电源实现电压调节无功控制9/5/202212电力系统自动化第三节 电力系统电压控制的措施用户电压：可采用的电

5、压控制方式： 控制和调节发电机励磁，改变 控制变比 改变网络参数 改变输送功率9/5/202213电力系统自动化一、发电机控制电压适用：发电机直接供电的小系统，供电线路不长， 不大问题：长线，多电压等级，不能满足 要求与无功经济分配可能有矛盾是一种辅助性控制措施（不需要设备，经济，优先用）9/5/202214电力系统自动化二、控制变压器变比调压调整分接头双绕组：在高压侧三绕组：在中、高压侧实质：改变无功功率的分布（变压器不是无功电源）应用基本条件：全系统无功电源充足（否则有负调压）ex.双绕组变压器6300kVA及以下，3个分接头（主轴头）8000kVA及以下，5个分接头（主轴头）问题：选用哪

6、个分接头？9/5/202215电力系统自动化普通双绕组变，只有固定分接头（不能带负荷调）：计算（最大最小负荷） ：算术平均值实际分接头：选择接近值为 ，再用最大、最小负荷校验 。 降压变压器归到高压侧归到高压侧9/5/202216电力系统自动化三、利用无功功率补偿设备调压（还可以降低电网有功损耗）作用：重负荷时发出感性无功功率，提高负荷端电压问题：补偿多少?补偿设备容量计算：并联补偿设备：调相机，静止无功补偿器，并联电容器补偿负荷的无功需求简单电力系统不考虑线路对地电容，变压器励磁功率无补偿时（归算到高压侧）补偿 后（归到高压侧）9/5/202217电力系统自动化如果补偿前后 不变，（发电机出

7、口保持不变）则 变到 需要补偿：低压侧电压（补偿后、前的实际电压）：有需求K、9/5/202218电力系统自动化 补偿设备为电容器组容量的计算重负荷时投入轻负荷时退出-选择K选择K：用“最小负荷”：归到高压侧的电压：实际电压选与 靠近值为 则是发感性无功：补偿前（归到高压侧）：补偿后（实际）确定 ：用“最大负荷”从产品目录中选合适的设备9/5/202219电力系统自动化 补偿设备为同步调相机容量的计算过励运行：发感性无功最大负荷 欠励运行：吸收感性无功最小负荷 最佳利用率最大负荷：最小负荷：解出：9/5/202220电力系统自动化例-忽略变压器励磁支路线路对他电容确定各端无功补偿设备容量：电容

8、器调相机T-29/5/202221电力系统自动化解：最大负荷归到高压侧最小负荷归到高压侧P.111 选择变比 最小负荷规格化 取110+0%抽头用最大负荷9/5/202222电力系统自动化 选择变比规格化得 K=9.5调相机容量（产品目录中选）最后：选定 后校验9/5/202223电力系统自动化四、利用串联电容器控制电压补偿输电线路中的感抗提高末端电压无补偿有补偿补偿前后相同 ，可得有多种（串并联组成）mn补偿度一般1-4有例题 P.1139/5/202224电力系统自动化“串补”与“并补”“四”与“三”都可以提高 ，减小有功损耗“串补”：“并补”：一般减少同一电压损耗值：串联电容器容量为（15%25%）并联电容器容量9/5/202225电力系统自动化五、电力系统电压控制措施的比较发电机调压：不需附加设备有载调压：灵活方便，但系统需无功电源充裕补偿设备：增加无功电源9/5/202226电力系统自动化第四节 电力系统电压综合控制以上措施各有优缺点组合综合控制综合控制控制点靠近控制母线，较好的控制效果：分散控制-就地无功平衡集中控制电网无功分布、无功电源，阻线电压设定值-调度：9/5/202227电力系统自动化练习、思考题：1、从发电机、电力系统、负荷三个方面说明电压控制的意义。2、利用负荷的无功-电压的特性和电源的无功-电压的特性，分析说明