电气工程基础 第七章 无功调整

无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
TSC


电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
3）SR型补偿器是用直流电流控制的饱 和电抗器（D.C. Control Saturable Reaction）与固定电容器的并联组合。
无功功率负 荷－电压机制
电压管理和调压方法
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电压控制的目的 （1）保持电网枢纽点电压水平，保证电 力系统稳定运行； （2）保持供电电压的正常范围，保证用 户的供电质量； （3）减少网络损耗； （4）防止在偶然事故下出现电力系统瓦 解
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
无功功率管理的具体措施包括： （1）电力用户的功率因数达到0.95以上； （2）分散安装电容器，就地补偿无功功 率。 （3）在一次及二次变电所的低压母线上 安装电容器，枢纽变电所安装调相机。 在有无功冲击负荷的变电所以及超高压 送电线末端宜安装静止无功补偿器
异步电动机的Q—U特性 电力系统负荷的Q—U静态特性与异步 电动机的曲线相似
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
变压器：励磁损耗与绕组漏抗损耗，后 者与受载大小有关。 电力线路 ：串联电抗中的无功功率损耗 （感性）与并联电纳中的充电功率（容 性）。
三种电压调节方式：
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
（1）逆调整——高峰负荷时升高中枢点母线电 压(1.05UN)，低谷时降低中枢点母线电压(UN)。 适用于供电线路较长，负荷变动较大的中枢点； （2）顺调整——高峰负荷时允许中枢点母线电 压略低(1.025UN),低谷时允许中枢点母线电压 略高(1.075UN)。适用于供电线路不长，负荷 变动不大的中枢点； （3）恒调整——中枢点母线电压基本不变 (1.05UN)，适用于线路长度、负荷变动情况介 于上述两者之间的情况。
2004/6
同步发电机
主要内容
Q (40 60)% P
无功功率负 荷－电压机制
SGN P Q
2 GN
2 GN
PGN 1 tg N
2
无功功率的 平衡与补偿
QGN SGN sin N PGN tg N
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
总体平衡和局部平衡相结合 既要满足电网的无功平衡，又要满足分站、 线路的无功平衡 集中补偿与分散补偿相结合，以分散补偿为 主 高压补偿与低压补偿相结合，以低压补偿为 主 降损与调压相结合，以降损为主，兼顾调压 当R/X较大时，调节无功对电压影响作用减 弱 UP(R+Xtg)/U 供电部门的无功补偿与用户的无功补偿相结 合
ຫໍສະໝຸດ Baidu
P r Qx UG U U
U U G U P r Qx
电压管理 与调压方法
电气工程基础
无功功率负荷－电压机制
2004/6
用隐函数求导
U r r P 2U U G UN
U x x Q 2U U G UN
U U dU dP dQ dUP dUQ P Q
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
同步调相机 实际就是空载运行的同步电动机，有过 激与欠激两种不同运行状态 过激运行时向电网发出滞后的无功功率， 成为无功电源； 欠激时从电网吸收滞后的无功功率，成 为无功功率用户 同步调相机一般集中安装在负荷中心附近 的枢纽变电所里。
电压管理 与调压方法
电气工程基础
无功补偿方式
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
分散补偿 10kV 35kV 集中补偿
无功功率的 平衡与补偿
集中补偿
0.4kV
10kV
电压管理 与调压方法
低压集中补偿
随机补偿
M
M
随器补偿
电气工程基础
3.电压管理和调压方法
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
电压管理 与调压方法
电气工程基础
无功功率负荷－电压机制
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电压调整的必要性 当运行电压偏离额定值较大时，技术经济指标 就会恶化。 如汽轮机，其机械转矩与转速的高次方成正比， 电压降低滑差增大，转速降低，输出功率迅速 减少，将影响汽轮、锅炉的工作，严重情况下 将造成安全问题。 变压器的运行电压偏低，若负载功率不变，致 使输出电流增加，使绕组过热。电压偏高，励 磁电流增大，铁芯损失增加，温升增高，严重 情况下引起高次谐波共振。
电气工程基础
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
电力系统中无功功率电源不足，系统结 点电压就要下降。严重时出现电压大幅 度下滑以至失压，即所谓电压崩溃 。因 此电力系统必须具备足够的无功电源才 能维持所要求的电压水平，以满足系统 安全稳定运行的要求
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
无功功率负荷－电压机制
2004/6
对于高压网， r<<x,dUP<<dUQ,故
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
dU dUQ
所以，电网结点电压的变动主要由无功 功率变动所引起
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
无功功率的 平衡与补偿
C
C
SR
Lf
电压管理 与调压方法
电气工程基础
CSC
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
高压输电线路的充电功率 高压及超高压线路是一种数量可观的 无功功率电源，其充电功率与线路电压 的平方成正比。
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
电压波动
电压管理 与调压方法
改善
调节变压器分接头， 投切电容器以及调节 发电机母线电压
改善
安装静止无功补偿器 一类的动态补偿器 安装串联电容器
电气工程基础
无功功率负荷－电压机制
2004/6
无功与电压机制
主要内容
A
无功功率负 荷－电压机制
B
UG
r jx
P jQ U
PL jQL
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
静电电容器 静电电容器损耗小，投资省，运行灵活， 适宜于分散使用。但具有负调节效应， 此外需用真空开关成组投切，投切次数 依赖于这种开关的性能。
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
I j CU jU 2 C Q UI
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
2)电力系统中的无功电源 一是同步发电机 二是无功补偿电源包括电容器、静止无 功补偿器和同期调相机，
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
1）TCR-FC型补偿器
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
TCR
无功功率的 平衡与补偿
C
C Lf


电压管理 与调压方法
电气工程基础
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
2）TSC型补偿器是用可控硅投切的电容 器组（Thyristor Switched Capacitor）。
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
我国电压管理方式 分级管理,统一调度与分散控制相结合 发电厂和有调压能力的变电所按调度所 规定的电压曲线调整无功功率和电压。 地区调度所监控地区网络的电压、用户 电压及其功率因数。实现无功功率就地 平衡。 中心调度所着重监控主网的电压水平。 协调全网有广泛影响的调压措施，合理 分配无功出力和调整无功潮流。
第五章习题
2004/6

主要内容
无功功率负 荷－电压机制


无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法

电气工程基础
电力系统潮流计算中变量和节点是如何分类 的？ 按照周期的不同，有功功率负荷预测分为哪 几种？ 电力系统中有功功率最优分配应遵循什么原 则？ 电力系统频率的一次调整（一次调频）的原 理是什么？ 电力系统频率的二次调整（二次调频）的原 理是什么？怎样才能做到频率的无差调节？ 备用容量的存在形式有哪些？备用容量主要 分为哪几种？各自的用途是什么？
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
电力系统无功组成
无功负荷 无功电源
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
1)电力系统中的无功负荷与无功损耗 1、无功负荷（主要是异步电动机） 2、无功损耗 线路和变压器的无功损耗 并联电抗器的无功损耗
电气工程基础
无功功率负荷－电压机制
2004/6
主要内容
负荷分类及其对电压影响的控制 电力系统中负荷的变动以及由此而引起 的变电所母线的电压变动可以分为两类：
由生产、生活和气象变化 引起的负荷功率的变化。 冲击性或间歇性负 荷变化
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
后果
电压偏移
后果
电气工程基础
电压管理和调压方法
2004/6
电压调整方法
1.改变变压器变比调压 2.改变发电机及调相机励磁调压 3.投切电容器组调压 4.改变网络参数调压 UG k1 k2 U
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
异步电动机
U
X1 X 2
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
X
I0
I
R S
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2004/6
无功补偿原理
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2004/6
TCR-FC型补偿装置
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
电气工程基础
2.无功功率的平衡与补偿
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
静止无功补偿器 （ Static Var Compensation，SVC）属于灵活交流输 电系统（FACTS）的家族，是70年代后 出现的一种动态无功补偿装置。 它包含：
无功功率的 平衡与补偿
晶闸管控制的电抗器固定电容型（TCR－FC） 晶闸管开关电容器型（TSC） 饱和电抗器（SR）型等
2004/6
主要内容
电气工程基础
无功功率补偿 与电压调整
电气工程系
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
主要内容
2004/6
无功功率负荷－电压机制 电力系统中无功功率的平衡与补偿
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
电力系统中的电压管理与调压方法
无功功率的 平衡与补偿
无功功率负荷－电压机制
2004/6
主要内容
Q
S
Q
S'
L
L'
S
1.0
L
无功功率负 荷－电压机制
A''
1.0
无功功率的 平衡与补偿
A
A'
A
电压管理 与调压方法
0
UA 1.0
' UA UA
U
0
1.0 1.0
(a)
(b)
U
电气工程基础
无功补偿的原则
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
无功功率的 平衡与补偿
电压管理和调压方法
2004/6
主要内容
无功功率负 荷－电压机制
中枢点电压管理 一般选择下列母线为电压中枢点： （1）区域性水、火电厂的高压母线； （2）枢纽变电站二次母线； （3）有地方负荷的发电厂母线。
无功功率的 平衡与补偿
电压管理 与调压方法
电气工程基础
电压管理和调压方法
2004/6