第五章供配电系统的无功补偿和电压调整

第五章供配电系统的无功补偿和电压调整

VAR compensation and voltage adjustment of power supply and

distribution system

5-1 供配电系统的电压偏移与无功平衡

Voltage deviation and VAR balance of power supply and

distribution systemb5E2RGbCAP

一、电压偏移影响

influence of voltage deviation

1.电力系统的负荷：电动机、照明设备、电热器具、家用电器、冲击

性负荷<电弧炉、轧钢机等）

2.所有的用电设备都是以额定电压为条件制造的，最理想的工作电压

是额定电压。

3.电压偏移的影响：

<1> 对用电设备的影响

a．异步电动机<电力系统负荷中占较大比重，如起重机、磨煤机、碎石机）转矩与端电压平方成正比。

端电压降低太多，使带额定负荷的电动机可能停止，重载电

机可能无法起动。且带负载的电动机电流增大，使绕组温

升，加速绝缘老化。p1EanqFDPw

②电压过高，对绝缘不利。

b．白炽灯

端电压低于额定电压，会使发光效率和光通量下降。端电压

高于额定电压5％，则寿命会减少一半，但发光效率会提高。

DXDiTa9E3d

c．电热器具 <阻抗值不随电压变化的负荷）

电压变化会影响其出力；

d．精密仪器加工业

如电子元件加工业，电压大幅波动会产生大量不合格产品。综上所述，电压偏移越小越好。但由于电力系统节点多，结构复杂，负荷分布不均又经常变动，故保证所有节点电压都是额定电压是不可能的。RTCrpUDGiT

<2> 对电力系统本身

电压降低，使网络中功率损耗和电能损耗加大，可能危及电力系统稳定性；电压过高，电气设备绝缘易受损。

二、电压偏移标准

正常情况下：35Kv及以上。

10Kv及以下。

低压照明 +5％，－10％。

低压照明与动力混合使用 +5％，－7％

事故情况下：电压偏移允许值比正常值多5%，

但电压的正偏移不大于10％。

三、负荷的电压静态特性 static voltage characteristic of load ——系统频率一定时，负荷功率随电压变化的关系。

<一> 有功负荷的电压静态特性

static voltage characteristic of active load

取决于负荷性质及各类负荷所占的比重。

1.电动机

同步电动机的有功功率与电压无关。

异步电动机的有功功率基本上电压无关。

2.白炽灯

其电阻值随温度而变化,P＝KU1。6

3.阻抗不随电压变化的负荷

如电热、电炉、整流负荷

P＝

<二> 无功负荷的电压静态特性

static voltage characteristic of reactive load

1.异步电动机

励磁功率Qm与电压平方成正比，电压比较高时，由于磁饱和曲线的影响，Xm有所下降，则Qm随电压变化曲线略高于二次曲线。5PCzVD7HxA

电压降低时，负载不变的情况下，定子电流增大，则漏抗中损耗

也增大。

故：在额定电压附近，电动机的无功随电压升降而增减。当电压显著低于额定电压时，漏抗损耗占主要部分，随电压降低而升高。jLBHrnAILg

2.阻抗不随电压变化的负荷

四、无功功率平衡 reactive balance

<一>、基本知识 basic knowledge

1.无功功率平衡：

无功功率电源发出的无功功率＝用户所需的无功＋系统无功损耗

2. 无功功率电源: 发电机、调相机、静电电容器、静止补偿器等。

3. 无功负荷: 除白炽灯和纯电阻性加热设备外的其它用电设备均需要

无功，其中异步电动机占很大比重。

4. 无功损耗：线路和变压器上的无功损耗。

5. 据统计：用户需要的无功≈50％∽100％用户需要的有功。

6.由负荷无功功率电压静止特性可知：要维持负荷点电压在额定值附

近就必须提供足够的无功，否则电压会降低。

<二>、电力系统中的无功电源 reactive power sources

1、发电机generator

发电机作为无功源即可发出感性无功,又可发出容性无功.

在进行无功调整时,首先应充分利用发电机的无功输出能力.

2、调相机 synchronous condenser

<1）是只发无功功率的同步发电机.过励磁运行时，向系统发出感性无功功率。欠励磁运行时，从系统吸收感性无功。

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（2）欠励磁运行时的容量约为过励磁运行时容量的50％。

带励磁调节装置的调相机，可根据其所在点的电压自动平滑的

改变出力。有强行励磁装置时，系统故障情况下也可维持该机

的出口电压。LDAYtRyKfE

（4）特点：

a)运行维护复杂。

有功损耗大，满载时达额定容量的1.5％∽3％，容量越小，

损耗占的比重越大。故容量小于5Mvar时，不宜用调相机。

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c)可平滑调整无功出力，系统故障时也可按要求输出无功。

3、静电电容器 static capacitor

<1）按三角形或星形接法并联在线路上。

<2）只能向系统提供感性无功，当端口电压下降时，出力会显著下降。

<3）特点：

1>无功输出调节能力差，输出无功受端口电压限制。

2>单位容量成本低，且与总容量大小无关，安装维护方便。

3>有功损耗小，满载时仅为额定容量的0.3％∽0.5%。

4>可集中使用，也可分散就地供应无功，从而减少网络电能损耗。4、静止补偿器SVC static VAR compensator

可控硅控制的电抗器与电容器并联组成的。

（1）吸收或发出感性无功。

<2）快速跟踪负荷，响应速度快。

<3）运行时有功损耗小，满载时不超过额定容量的1%。

<4）可靠性高，维护工作量小。

<5）不增加短路电流。

<6）可控硅控制电抗器时，电网中产生高次谐波。

<三>、电力系统的无功负荷和无功功率损耗 reactive load and VAR losses

无功负荷reactive load