电力系统自动化课件－电力系统电压调整和无功功率控制技术.pptVIP

* 第四章 电力系统电压调整和无功功率控制技术 主讲 谢荣军 * 第一节 电力系统电压控制的意义 电力系统无功电源： 发电机 电容器 静止无功补偿器、STATCOM 调相机等 电力系统无功消耗： 负荷 线路 变压器等 电力系统无功损耗远大于有功损耗 电力系统频率调整全网统一进行 电力系统电压调整可以分散进行 * 电力系统电压过低的影响 对发电机： 影响发电机的出力，同时影响发电机的稳定性。电压过低如果还是发出额定有功，必须增加发电机电流，将会导致定子绕组发热。电压过低将会降低发电机静态和暂态稳定极限 对变压器： 影响变压器的出力，电压过低如果还是传输额定有功，电流必须增加，将会导致绕组发热 对负荷： 电动机输出转矩按平方下降，如果是恒转矩负载电动机电流将按按平方上升。电动机启动过程加长，启动电流很大会导致严重发热甚至烧毁。同样厂用电动机的出力也大幅度下降，进一步会影响发电机的出力。也会严重影响其它负载，如：照明设备、电炉等。 * 总体来讲 电压过低： 电网有功损耗和能量损耗增加，还会危及电力系统稳定性 电压过高： 电气设备的绝缘会受到损害，在超高压输电线路中还将增加电晕损耗 用户端允许电压偏移： 我国《电力系统电压和无功电力技术导则（试行）》规定： 35kV及以上用户电压波动幅度不大于额定电压的10％ 10kV用户的电压波动为额定电压的±7％ 0.38kV用户的电压波动为额定电压的±7％ 0.22kV用户的电压波动为额定电压的+5％～－10％ 国标GB12325－90中规定： 35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定电压的10％ 10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的＋7％、－10％ 220V单相供电电压允许偏差为额定电压的＋7％、－10％ 我国电力系统的标准电压（额定电压）： 1000、500、330、220、110、63、35、10、6、3、0.38、0.22kV 其中0.22kV为单相，其余为三相 * 第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系 无功电源 负荷无功 无功损耗 发电机 调相机 并联电容器 静止无功补偿器 变压器 无功损耗 输电线电抗 无功损耗 输电线电纳 无功损耗 无功电源： 无功损耗： * 发电机 负荷 稳态时，工作点A点，曲线1和2的交点 负荷增加后，负荷由曲线1移到曲线1’，如果发电机励磁不改变，则工作点为A’，曲线1’与曲线2的交点，电压降低 发电机增加励磁使发电机电压恢复到原来值，发电机曲线由2移到2’，则工作点为C点，曲线1’与曲线2’的交点 * 电力系统无功电源特点： 同步发电机 发出无功时主要受发电机电流限制 吸收无功时要受发电机稳定以及定子端部发热限制 同步调相机及同步电动机 可以发出或吸收无功，属旋转机械，维护量较大 并联电容器及高压输电线路的充电功率 并联电容器可以发出无功，可以分组投切，可以分散补偿。没有旋转部分，易于维护。但是当系统电压下降时需要多发出无功，当并联电容器发出的无功反而按电压的平方下降，不利于系统电压恢复 高压输电线路，特别是分裂导线，对地和相间分布电容较大，其充电功率是一个固有的无功电源 * 静止无功补偿器 当电压低于额定值时呈现容性，发出无功 高于额定值时呈现感性，吸收无功 可调饱和电抗器 * STATCOM（静止同步补偿器） 变流器在运行时无需有功能量，所以电流 I 应与 U1相位差90° 当U2大于U1时，电流超前电压90°,STATCOM吸收容性的无功功率 当U2小于U1时，电流滞后电压90°,STATCOM吸收感性的无功功率 STATCOM * 第三节 电力系统电压控制策略 通过多种调压控制措施，保证用户端电压质量负荷要求。 控制措施： 控制发电机励磁电流，改变UG 调节变比K1、K2 改变输送功率P+jQ，主要是Q 改变网络参数R+jX * 一、发电机调压 一般情况： 改变发电机励磁大小可以改变发电机发出无功的大小 发电机进相运行： 长线充电功率：220kV 13MVar/km 500kV 100MVar/km 发电机进相运行吸收无功，我国规定新机组有功率因数进相0.95能力；对已投入运行的发电机，应计划进行典型吸收无功能力试验后确定 二、控制变压器分接头 分接头：双绕组变压器的高压侧，三绕组变压器的高、中压侧 改变分接头调压要求系统无功电源充足，否则达不到调压效果 高压绕组分接头电压 * 例题：书上P108 提示： 1、根据最大负荷和最小负荷计算电压损耗 max：最大负荷对应的量 min： 最小负荷对应的量 2、计算最大负荷和最小负荷时高压侧分接头电压，并计算其平均值 3、根据高压侧