6章电力系统的无功功率和电压调整

)2
感 性10% 无
额定负载 五级变压
50%
器
激磁:
QYT
=
I0% 100
SNT
功1~2% 7%
多电压级网络，变压器的无功损耗很大，远大于有功损耗
6.1.2 无功功率电源*
发电机与并联电容器 并联电抗器与调相机 静止无功补偿器（SVC）－Static Var Compensator
——静止补偿器（SVC）的类型 ——静止补偿器（SVC）的等值电路 ——静止补偿器（SVC）的伏安特性 ——静止补偿器（SVC）特点 静止调相机（STATCON）—Static Condenser ——静止调相机的等值电路 ——静止调相机的无功调节原理 电容器、调相机、静止补偿器的比较 见书Page-223 重点：调节范围、控制方式、电压调节效应、投资、有功损耗
TSC：通过晶闸管开关的切换，调节其吸收的IC（即 输出IL ），可频繁投切；只能输出IL 。用得很少。
S电R容：器根，据可SR吸的可伏发安IL特。性用，得自很动少调。节其吸收的IL。结合
U
吸收I
L
U
6.1.2 无功功率电源*
——静止调相机的等值电路
静止调相机/静止无功发生器/静止无功同步补偿器
6.1.1 无功负荷和无功损耗 ——无功损耗
jQL
j
P2 Q2 U2
XL
线路电抗消耗的感性无功
线
jQL jb1lU N2 线路对地电容消耗的容性无功
路
变 压
0 线路传输功率S=自然功率
Q QL QL >0 S >自然功率
<0 S<自然功率 单个
绕组：QZT
U
k %S 100
NT
(
S SNT
6.1.1 无功负荷和无功损耗 ——无功负荷
照明、电热，消耗感性无功QL小。 同步电动机，有励磁绕组，通过励磁电流的调
节，可以调节其输出无功的大小。过激运行， 发 例Q小L。；欠激运行，吸收QL 。在综合负荷中比 异 大步 。电动机，消耗QL ，在综合负荷中比例很 综合负荷功率因素，0.6～0.9，滞后（感性无 功）
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）的类型
TCR：晶闸管控制电抗器型 SVC TSC：晶闸管开关电容器型
SR： 饱和电抗器型
SVC：Static Var Compensator； TCR：Transistor Controlled Reactor TSC ：Transistor Switched Capacitor； SR ：Saturated Reactor
无功和电压管理的目的：保证电压质量，降低有功损耗 无功和电压的管理方法
无功平衡与优化 电压调整
电压波动限制
手段
条件
计算方法 方式 目标 手段 条件
可预 见性 的电 压变 动
发电 机、 变压 器、 无功 补偿 设备
中枢 点电 压满 足要 求
逆调 压、 顺调 压、 常调 压
变压器、 补偿设备 的电压无 功调节方 法
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）的等值电路
C C滤
波 Lf 器
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（a）TCR型
（b）TSC型
晶闸管代替 机械开关
SR CSC
CC Lf
（b）SR型
不可控，限制电 压波动
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）的伏安特性
U
C Umin
U
n=1 TCR n=3 n=2
6.1.2 无功功率电源*
——发电机与并联电容器
发电机：
通过改变励磁电流，可连续 调节无功，且可吸可发感性
P SN
PN
无功，不需额外投资。
Q<0,吸QL
QN Q>0,发QL
并联电容器：
cos N 0.95
0.85
QC＝BCU2 ， 输出无功与电压有关，电压越高，输出
无功越大，不利于无功调节；只发感性无功，投资小，
全系统频率相同，频率调整集中在发电厂，调频手段 只有调整原动机功率一种。电压水平则全系统各点不 同，而且电压调整可分散进行，调压手段也多种多 样。 ——电压无功调整的基本原则：分层分区调整与 无功的就地平衡
电网中，无功损耗远大于有功损耗。
无功损耗远大于有功损耗
P
P2 Q2 U2
R
Q
P2 Q2 U2
Statcon / SVG / Statcom
U
C
SR
Umin SR+CSC
0 ICmax TCR
ILmax
I
IC
0 IL
IC 0 IL
I
TSC
SR
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）特点
输出无功仍然与电压有关，但可连续快速调节，可作 为动态无功电源。
TCR：通过TCR 中晶闸管开关的控制，连续调节其吸 收于的50I0Lk；V结电合网电，容以器提，供可动吸态可无发功I电L 。源投。资大，主要用
X
X R Q P
6.1 电力系统中的无功功率平衡
基本概念 常用的无功电源有哪几类？各自有何主要特点 （范围、控制方式、与电压的关系、单位投资、 维护费用、反应速度）？
6.1.1 无功负荷和无功损耗 ——无功负荷 ——无功损耗
6.1.2 无功功率电源 6.1.3 无功功率的平衡（满足电源功率因数的要求） 6.1.4 例6-1（Page-225）-无功补偿的作用
第六章 电力系统的无功功率和电压调整
主要研究内容及其相互关系 引言：Q～U与P～f 的区别 6.1 电力系统中的无功功率平衡 6.2 电力系统中无功功率的最优分布 6.3 电力系统的电压调整—电压管理和借发
电机、变压器调压 6.4 电力系统的电压调整—借补偿设备调压
和组合调压
主要研究内容及其相互关系
经济性好。不可连续调节，不能作为动态无功电源。
6.1.2 无功功率电源* ——并联电抗器与调相机
• 并联电抗器：
输出无功与电压有关，只发容性无功，用于超高压、 长距离、轻载线路。投资小，经济性好。不可连续调 节，不能作为动态无功电源。
• 调相机：
过激运行，发感性无功；欠激运行，吸收感性无功。 输出无功与U无关，可连续调节，但投资大，运行维 护困难。
随机 冲击 性的 电压 波动
接大系统 并联电容器 并联调相机 并联饱和电抗器
无功和电压调节与有功和频率调整的区别
有功电源：只有发电机组，单一性。 无功电源：发电机组，无功补偿装置（电容器组、电 抗器组、调相机、静止补偿器等）（变电站），多样 性。
有功电源供应有功功率和电能需要消耗一次能源。无 功电源不消耗一次能源。