第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术

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解：最大负荷归到高压侧
U' 2max
89.37(KV)
最小负荷归到高压侧
U' 2min
105.61(KV)
P.111
① 选择变比 最小负荷
Ut
U' 2min
U2min
U2N
105.6111 110.69(KV) 10.5
规格化
取110+0%抽头
K
110 10
)
补偿前后相同 U1，可得
XC
U2c Q
U2c
U2
PR QX U2c
PR QX U2
有多种（串并联组成）
补偿度
Kc
xC xL
一般1-4
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m
n
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有例题 P.113
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“串补”与“并补” “四”与“三”都可以提高 U2，减小有功损耗
“串补”： 直接减小U 提高U2
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
大小 改变励磁 →平滑改变无功 方向
实现调压
输出无功功率随端压的下降而增加
同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功
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⑶ 并联电容器 （吸收容性无功，即发出感性无功）
Qc
U2
Xc
U 2C
➢集中使用，分散使用; ➢分相补偿; ➢随时投入（切除）;
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电力系统的无功功率电源
⑴ 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 P(MW)
低cos( cosN )运行：
励磁限制
受励磁电源限制，不能到达S（N Q大） PN
SN
高cos( cosN )运行：
cos =0.85
40
0.8
9.52
7.96(MVA)
（产品目录中选）
最后： 选定QC 后校验 U2
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四、利用串联电容器控制电压
补偿输电线路中的感抗 减小U中的 Qx →提高末端电压 U
பைடு நூலகம்
无补偿
PR QX U1 U2 U2
U1 R+jX -jXC U2
P+jQ
有补偿
U1
U 2c
PR
Q(X-XC U 2c
=
U
' 2c
X
U
' 2c
U
' 2
PR QX U'2c
PR QX U'2
U
'2与U
' 不会差很大
2c
QC
=
U'2c X
U
' 2c
-U
' 2
低压侧电压（补偿后、前的实际电压）：
U2
=
U'2 K
有
QC
=
U2c X
U2c
-
U'2 K
K2
需求K、QC
U 2c
=
U
' 2c
K
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三、利用无功功率补偿设备调压（还可以降低电网有功损耗）
并联补偿设备：调相机，静止无功补偿器，并联电容器 作用：重负荷时发出感性无功功率，提高负荷端电压
补偿负荷的无功需求
补偿设备容量计算：
U1
问题：补偿多
少?
U2
P+jQ
简单电力系统
R+jX
jQC
不考虑线路对地电容，变压器励磁功率
无补偿时 补偿 QC 后
QL U2BL
固定的无功电源
电压调节 下面的问题：怎样应用这些无功电源实现 无功控制
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第三节 电力系统电压控制的措施
UG 1:K1
U
R+jX
K2:1 U B
P+jQ
用户电压：
UB
( U G K1
U) /
K2
(UGK1
PR QX )/
UN
K2
可采用的电压控制方式： 与UB有关的因素
10即U1t
110(KV), K
U1t U2N
确定QC :
用最大负荷
QC
=
U2cmax X
U2cmax -
U' 2max K
K2
10.5 (10.5- 89.37)102
130
10
(产品目录选)
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② 选择变比
K=
U U' 2cmax 2max
2U2cmin
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 第三节 电力系统电压控制的措施 第四节 电力系统电压综合控制
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第一节 电力系统电压控制的意义
电压降低的影响：
电压-电能质量指标
⑴ 电压降低对发电机运行产生影响
➢定子电流增加（保证输出功率） ➢限制发出有功（定子电流受限）
U' 2min
U U 2 2cmax
2 2cmin
10.589.37 210.5105.61 =
10.52 210.52
规格化 110 22.5%/110kV
得 K=9.5
调相机容量
QC
=
U2cmax X
U2cmax
-
U' 2max K
K
2
= 10.5 130
10.5-
89.3 9.5
U' 2max
：补偿前（归到高压侧）
U2max ：补偿后（实际）
QC
=
U2cmax X
U2cmax
-
U' 2max K
K
2
从产品目录中选合适的设备
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⑵ 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 QC
欠励运行：吸收感性无功—最小负荷
1 2
QC
最大负荷：
QC
=
U2cmax X
U2cmax -
U' 2max K
K
2
最佳利用率
最小负荷：-
1 2
QC
=
U2cmin X
U2cmin
-
U' 2min K
K2
解出：
K=
U U' 2cmax 2max
2U2cmin
U' 2min
U U 2 2cmax
2 2cmin
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⑴ 补偿设备为电容器组容量的计算
是发感性无功
➢重负荷时投入 ➢轻负荷时退出-选择K
选择K：用“最小负荷”
U' 2min
：归到高压侧的电压
U 2min ：实际电压
U' 2min
Ut
U2min U2N
Ut
U' 2min
U2min
U2N
选与Ut靠近值为 U1t
则
K U1t
U 2t
确定 QC ：用“最大负荷”
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例４-２
1
T-1
T-2 2
R+jx
26+j130（归算到高压侧）
Smax 20 j15MVA Smin 10 j7.5MVA
T-2 110 22.5%/11kV忽略变压器励磁支路线路对他电容
U1 118kV,要求保持U2 10.5kV 确定各端无功补偿设备容量： ①电容器
②调相机
+5% -10%
农村电网
（正常） +7.5%
（事故） +10%
-10% -15%
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第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系
QG QD QL
（从整个系统看问题）
QG：电源无功 QL：无功损耗
发电机供应QGi 无功补偿设配供应QCi
调相机QC1 并联电容器QC2 静止补偿器QC3
无功负荷突增→U↓：I&LC容性(超前U&) 抑制电压下降
系统送 Qi QD QL QC
负荷变化QD，引起各无功变化： Qi QD QL QC
如果SVC能补偿QD： QD QL QC
则Qi 0，U&不变化
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⑸ 高压输电线路的充电功率（线路电纳作用）
⑵ 电压降低对负荷产生影响
➢电动机（电流增加，n↓…)
➢电热设备（降低发热量，照度变化）…
⑶ 电压降低对系统产生影响
➢降低影响稳定性
➢升高威胁设备绝缘
➢网损、电晕等
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我国对电压偏差的规定：
10kV及以下电压供电的负荷 7% 35kV及以上电压供电的负荷 5%
低压照明负荷
受原动力功率限制，PN是限制条件
0.5 0.4
超前cos运行： （Ⅱ象限）
40 QN 80 Q(Mvar)
IEF很小，无限制 并联稳定性、发热是限制条件
只有UGN、IGN、cosN下才可SN。
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⑵ 同步调相机及同步电动机