电力系统分析第12章

目录
12-1: 电力系统的无功功率平衡 12-2: 电压调整的基本概念 12-3: 电压调整的措施 12-4: 调压措施的应用
2020/5/20
12－1 电力系统无功功率平衡
无功负荷与无功电源失去平衡时，会
引起系统电压的升高或下降
无功 功率 平衡
无功功率的平衡应本着分层、分区、 就地平衡的原则
无功电源的无功输出应能满足系统负
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本节的基本内容
①为什么V和Q联系起来 ②调压方法：规划电如何确定网络参数和结构：简单设计，
复杂校核运行电优化利用已有资源隔出调压 要求：复杂系统优化，基本概念 ③学习方法：注重基本概念，简单系统的解决思路，做的 习题一样典型的交换形式解方程，所用方法 没有超出习题的范畴。
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无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
静止无功发生器
无功 功率 电源
它是一种更为先进的静止型无功补偿装置 (SVG),它的主体是电压源型逆变器。适当 控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改 变SVG地运行工况，使其处于容性负荷、感 性负荷或零负荷状态。与SVC比较，SVG具 有相应快、运行范围宽、谐波电流含量少 等优点。尤其是电压较低时仍可向系统注 入较大的无功电流
来自百度文库变压器的无功损耗 输电线路的无功损耗
变压器的无功损耗QLT包括励磁损耗△Q0和漏抗中的 损
耗△QT
QLT＝△Q0＋△QT＝V2BT＋(S/V)2XT≈
Io % 100
SN＋
Vs % S 2 100 S N
(VN/V)2
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功功 率损耗
变压器的无功损耗 输电线路的无功损耗
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12－1 电力系统无功功率平衡
饱和电抗器型
无功 功率 电源
静止无功补偿器
SVC由静电电容器与 电抗器并联组成， SVC在我国电力系统 中将得到广泛应用
可控硅控制电 抗器型(TCR)
可控硅投切电 容器型(TCR)
TCR和TSC组合 型
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12－1 电力系统无功功率平衡
定运行，过高：绝缘，增加电晕损耗。
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概述
严格保证电压经济上下可行，也没有必 要，允许的电压偏移：
35kV及以上：
±5%
10kV以下：
±7%
低压照明：
±7%，-10%
农村电网：±75%，-10%（+10%，-15%）
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概述
允许合理的无功功率源配置是保证电压 合理的关键
式中，Xc＝1/wc为静电电容器的电抗。当节 点电压下降时，它供给系统的无功功率将减 少。因此，当系统发生故障或由于其他原因 电压下将时，电容器无功输出的减少将导致 电压继续下降。换言之，电容器的无功功率 调节性能比较差
12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 平衡
无功功率平衡的基本要求
无功电源发出的无功功率应该大于或至少等于 负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和 系统还必须配置一定的无功备用容量 尽量避免通过电网元件大量的传送无功功率， 应该分地区分电压级地进行无功功率平衡 一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方 式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检 修时或故障后运行方式下的无功功率平衡
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
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静电电容器
静电电容器供给的无功功率Qc与所在节点的 电压V的平方成正比，即
Qc＝V2/Xc
P2+jQ2 V2
jB/2
jB/2
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12－1 电力系统无功功率平衡
发电机
无功 功率 电源
同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器
静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
发电机
P
发电机是唯一
无功 的有功功率电
功率
源，又是最基 本的无功功率
D
C
电源 电源
E
O
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荷和网络损耗在额定电压下对无功
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功
12－1 电力系统无功功率平衡
无功功 率负荷
异步电动机是电力系统主要的无功负荷 系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定
jXa
Q
ß=0.8
i
V jXm io
R/S
ß=0.6 ß=0.3
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V
12－1 电力系统无功功率平衡
无功功 率损耗
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概述
电压是衡量电能质量的一个重要指标。 质量合格的电压应该在供电电压偏移， 电压波动和闪变，电网谐波和三相不对 称程度这四个方面都能满足有关国家标
准规定的要求
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概述
电压合理的重要性
① V 引起效率下降、经济性能变差，影响生活质量： 照明。
② 缩短寿命，甚至造成损坏：白炽灯、电动机、绝 ③ 降低生产率，出废品、次品 ④ 对电力系统，过低：使网络功率损耗加大，危及稳
输电线路的无功损耗
△QL＝
P12 Q12 XP22 Q22 X
V12
V22
△QB＝ B2(V12 V22)
△QL+△QB＝
P12 Q12 V1 2
X
B2 (V12 V22)
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12－1 电力系统无功功率平衡
输电 线路 损耗
35KV及以下的架空线路 110KV及以上的架空线路
V1 P1+jQ1 R+jX
jXdIN
A
B
Q
12－1 电力系统无功功率平衡
无功 功率 电源
发电机 同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器
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12－1 电力系统无功功率平衡
同步调相机
无功 功率 电源
同步调相机相当于空载运行的同步发电 机。在过励磁运行时，向系统供给无功 功率，起无功电源的作用；在欠励磁运 行时，它吸收感性无功功率，起无功负 荷作用。由于相应速度较慢，难以适应 动态无功控制的要求，20世纪70年代以 来已逐渐被静止无功补偿装置所取代