[信息与通信]电压调整.ppt

* 电力系统的无功功率与电压调整 频率调整和电压调整的相同和不同之处 调频 频率唯一 集中调整 只能调原动机功率 调压 电压水平各点不同 调整分散 手段多样（有多种无功电源） 由上可以看出：维持电压稳定，应该尽量减少无功的传输，采取就地平衡。 分析无功功率和电压分布之间的关系 无功损耗 ﹥﹥有功损耗; 电压降受无功功率的影响较大; 无功功率的流动从Uh→UL 电力系统的电压调整 一、电力系统电压偏移的原因及影响 无功充足—电压水平较好的必要条件，不时充分条件 调压———合理分布无功，维持电压质量 原因（随运行方式的改变而改变） 由于R很小，ΔU主要受Q的影响 负荷大小的变化 电力网阻抗参数的变化（设备故障或检修退出） 电力系统接线的改变 偏移的影响 电压过低 发电机：U ↘，δ↗，I↗→发电机过热 异步电机：U ↘，转差率σ↗，各绕组I↗，温升↗，μ ↘，寿命↘，出力P ↘，起动过程长→烧电机 电炉：P∝U2 电灯：亮度和发光效率大幅下降 电压过低 设备绝缘受损 变压器、电动机铁芯饱和，损耗↗，寿命↘ 白炽灯寿命大为缩短 严重时，无功不足，电压崩溃 电力系统允许的电压偏移 35KV及以上电压供电的负荷 ±5% 10KV及以下电压供电的负荷 ±7% 低压照明负荷 +5%—-10% 农村电网 +5%—-10% 事故状态下，允许在上述基础上再增加5%，但正偏 移不超过+10% 电力系统无功功率的平衡 一、概念性问题: 无功功率 无功电源QG 无功负荷QL 无功损耗ΔQΣ 无功功率平衡 运行中的平衡：ΣQG=ΣQL+ΔQΣ 规划中的平衡：无功容量=无功电源功率+ 备用无功电源功率（7?8%） 二、无功功率负荷和无功功率损耗 1、无功功率负荷 负荷在端电压变化时，出力、效率影响较大 白炽灯的电压特性 异步电机的电压特性 转矩∝U2,U↓ 带不动 启动不了 烧电机 吸收无功（异步电机） 对于QX，当U↑转动力矩增大，S↓→r’2（1-s）/s↑→I↓→ QX↓ 对于QU，由于XU的饱和， XU ↓→ QU↑↑ 异步电机的无功功率特性 综合无功负荷的静态特性 2、变压器的无功功率损耗 励磁支路—空载电流I0的百分比值，约1-2% 绕组漏抗—满载时基本上等于短路电压UK的百分 比值，约10% 对多级电压网—相当可观，可达负荷的57% 3、电力线路上的无功功率损耗 并联电纳—充电功率∝U2，容性 并联电抗—感性∝I2 35KV及以下—感性无功 110KV及以上 传输功率较大时—感性无功 传输功率较小时—容性无功 三、无功功率电源 定子绕组不超过额定电流 励磁绕组不超过额定电流 受原动机出力限制 进相运行时受定子端部发热限制 留稳定储备 发电机、调相器 静电电容器、静止补偿器 1、发电机 发电机只有在额定电压、电流、功率因数下运行时，视在功率才能达到额定值，其容量才能最充分地利用 系统中有功功率备用容量充裕时，可使靠近负荷中心的发电机在降低有功负荷的条件下运行，这时发电机的视在功率虽较额定值小，但可利用的无功功率却较在额定有功负荷下大。 实质上是只发无功功率的发电机 2、同步调相机 不带有功负荷的同步发电机 不带机械负荷的同步电动机 运行 过激运行—向系统发出无功 欠激运行—向系统吸收无功（容量为过激的50%） 优点 平滑调节—既发无功，又可吸收无功 装有励磁调节装置时，维持系统电压不变 装有强磁时，故障情况下，调整电压，维持稳定 缺点 消耗一定的有功，容量越小，比重越大(1.5-5%) 小容量单位投资费用大，宜集中使用 水轮机有时作调相运行，汽轮机较难 损耗大 内部发热 内部膨胀 增大系统中短路时的短路电流 3、静电电容器 QC=U2/XC，只能向系统提供无功，不能吸收无功 可集中使用，可分散使用 功耗小，0.3%--0.5%（额定容量） 调节不是连续的，不平滑，调节范围小 电压下降时， QC下降，导致U进一步下降 单位容量投资比调相机便宜 4、静止补偿器 电容与电抗并联，配以调接装置，可平滑地改变输出 70年代开始使用，有前途的三种类型为： 类型 直流助磁饱和电抗器型 可控硅控制电抗器型 自饱和电抗器型 共同点：电容支路 同步频率下感性无功功率电源 C和Lf构成谐振，兼作高次谐波滤波器 不可控 不同点： 电抗器支路 可控硅—————— 直流助磁————— 自饱和———不可控 饱和电抗器 可控的 不饱和 优点： 极好的调节性能 可用于冲击性负荷的无功补偿 维护简单 损耗小，不超过1% 应用越来越多 四、无功功率的平衡 系统中功率平衡：ΣQGC- ΣQL- ΔQΣ=0 电源：ΣQGC=ΣQG+ΣQC=ΣQG+ ΣQC1 +