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传统电能质量第1页，本讲稿共35页供电电压偏差供电电压偏差n n电压偏差的定义电压偏差的定义电压偏差的定义电压偏差的定义 供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系供电系统在正常运行方式下，某一节点的实际电压与系统标称电压（额定电压）之差对系统标称电压的百分数。统标称电压（额定电压）之差对系统标称电压的百分数。统标称电压（额定电压）之差对系统标称电压的百分数。统标称电压（额定电压）之差对系统标称电压的百分数。n n计算方法计算方法计算方法计算方法第2页，本讲稿共35页电压偏差的限值：电压偏差的限值：电压偏差的限值：电压偏差的限值：国家标准国家标准国家标准国家标准GB12325-1990GB12325-1990GB12325-1990GB12325-1990电能质量电能质量电能质量电能质量 供电电压允许供电电压允许供电电压允许供电电压允许偏差偏差偏差偏差的规定的规定的规定的规定35kV35kV35kV35kV及以上（无直接用电设备）：正负偏差的绝及以上（无直接用电设备）：正负偏差的绝及以上（无直接用电设备）：正负偏差的绝及以上（无直接用电设备）：正负偏差的绝对值之和不超过标称电压的对值之和不超过标称电压的对值之和不超过标称电压的对值之和不超过标称电压的10%10%10%10%；10kV10kV10kV10kV及以下三相供电电压：及以下三相供电电压：及以下三相供电电压：及以下三相供电电压：7%7%7%7%；220V220V220V220V单相供电电压：单相供电电压：单相供电电压：单相供电电压：+7%+7%+7%+7%，-10%-10%-10%-10%第3页，本讲稿共35页电压偏差产生的原因电压偏差产生的原因设某一供电系统以简化单线图表示设某一供电系统以简化单线图表示设某一供电系统以简化单线图表示设某一供电系统以简化单线图表示 PCC PCC P+jQ P+jQ 图图图图中中中中 为为为为供供供供电电电电系系系系统统统统的的的的无无无无限限限限大大大大电电电电源源源源母母母母线线线线电电电电压压压压，即即即即开开开开路路路路电电电电压压压压；U U2 2为为为为公公公公共共共共连连连连接接接接点点点点（PCCPCC）的的的的母母母母线线线线电电电电压压压压；为为为为PCCPCC的的的的系系系系统统统统阻阻阻阻抗抗抗抗，为为为为负负负负荷荷荷荷阻抗；阻抗；阻抗；阻抗；P PjQ jQ 为负荷的复功率。为负荷的复功率。为负荷的复功率。为负荷的复功率。I I第4页，本讲稿共35页设设设设负载的复功率为负载的复功率为负载的复功率为负载的复功率为所以线路中的电流相量为所以线路中的电流相量为所以线路中的电流相量为所以线路中的电流相量为线路首末端的相量差，即线路的电压降为线路首末端的相量差，即线路的电压降为线路首末端的相量差，即线路的电压降为线路首末端的相量差，即线路的电压降为分别称为电压降分别称为电压降分别称为电压降分别称为电压降 的纵向和横向分量的纵向和横向分量的纵向和横向分量的纵向和横向分量第5页，本讲稿共35页线路首末端电压有效值之差，即电压损失线路首末端电压有效值之差，即电压损失线路首末端电压有效值之差，即电压损失线路首末端电压有效值之差，即电压损失一般来说线路两端电压的相角差很小，电压降的横向分量对电一般来说线路两端电压的相角差很小，电压降的横向分量对电一般来说线路两端电压的相角差很小，电压降的横向分量对电一般来说线路两端电压的相角差很小，电压降的横向分量对电压损失影响不大，可将纵向分量近似看成电压损失，即压损失影响不大，可将纵向分量近似看成电压损失，即压损失影响不大，可将纵向分量近似看成电压损失，即压损失影响不大，可将纵向分量近似看成电压损失，即110kV110kV及以上电压等级输电线路，其电抗远大于电阻，因此无功功率及以上电压等级输电线路，其电抗远大于电阻，因此无功功率及以上电压等级输电线路，其电抗远大于电阻，因此无功功率及以上电压等级输电线路，其电抗远大于电阻，因此无功功率对电压损失的影响远大于有功功率，即对电压损失的影响远大于有功功率，即对电压损失的影响远大于有功功率，即对电压损失的影响远大于有功功率，即第6页，本讲稿共35页n n输送距离过长，输送容量过大，导线截面过小都会加大线路输送距离过长，输送容量过大，导线截面过小都会加大线路输送距离过长，输送容量过大，导线截面过小都会加大线路输送距离过长，输送容量过大，导线截面过小都会加大线路的电压损失，使得受端电压出现严重偏差。的电压损失，使得受端电压出现严重偏差。的电压损失，使得受端电压出现严重偏差。的电压损失，使得受端电压出现严重偏差。n n表表表表3 3 3 31 1 1 1 我国对线路输送距离和输送功率的规定。其中还需要考我国对线路输送距离和输送功率的规定。其中还需要考我国对线路输送距离和输送功率的规定。其中还需要考我国对线路输送距离和输送功率的规定。其中还需要考虑到技术经济性比较，如电压等级升高对绝缘强度的要求，电虑到技术经济性比较，如电压等级升高对绝缘强度的要求，电虑到技术经济性比较，如电压等级升高对绝缘强度的要求，电虑到技术经济性比较，如电压等级升高对绝缘强度的要求，电压等级降低对导线截面的要求等。压等级降低对导线截面的要求等。压等级降低对导线截面的要求等。压等级降低对导线截面的要求等。由以上分析可见：由以上分析可见：由以上分析可见：由以上分析可见：系统无功功率不平衡（无功电源不足或过剩、分配与分布不合系统无功功率不平衡（无功电源不足或过剩、分配与分布不合系统无功功率不平衡（无功电源不足或过剩、分配与分布不合系统无功功率不平衡（无功电源不足或过剩、分配与分布不合理，如负荷与出力变化、运行方式和网络结构变化等）是造成理，如负荷与出力变化、运行方式和网络结构变化等）是造成理，如负荷与出力变化、运行方式和网络结构变化等）是造成理，如负荷与出力变化、运行方式和网络结构变化等）是造成电压偏移标称值的根本原因。电压偏移标称值的根本原因。电压偏移标称值的根本原因。电压偏移标称值的根本原因。第7页，本讲稿共35页n n图图图图3 31 1（b b）给给给给出出出出简简简简化化化化单单单单线线线线电电电电路路路路的的的的稳稳稳稳态态态态相相相相量量量量图图图图，图图图图中中中中U U为为为为参参参参考考考考相相相相量量量量；U0U0为为为为无无无无限限限限大大大大电电电电源源源源母母母母线线线线电电电电压压压压相相相相量量量量；为为为为供供供供电电电电母母母母线线线线电电电电压压压压降降降降相相相相量量量量；I I为为为为负负负负荷荷荷荷电电电电流流流流相相相相量量量量。习习习习惯惯惯惯上上上上规规规规定定定定，当当当当电电电电流流流流滞滞滞滞后后后后时时时时，负负负负荷荷荷荷阻阻阻阻抗抗抗抗角角角角，负负负负荷荷荷荷电电电电流流流流相量可表示为相量可表示为相量可表示为相量可表示为n n其共轭相量为其共轭相量为其共轭相量为其共轭相量为n n负荷的复功率定义为负荷的复功率定义为负荷的复功率定义为负荷的复功率定义为第8页，本讲稿共35页n n当负荷发生波动时，当负荷发生波动时，当负荷发生波动时，当负荷发生波动时，负荷电流的变动量为负荷电流的变动量为负荷电流的变动量为负荷电流的变动量为n n由此引起供电母线电压变动由此引起供电母线电压变动由此引起供电母线电压变动由此引起供电母线电压变动n n式中，式中，式中，式中，为与为与为与为与U U同相位的电压变动分量，同相位的电压变动分量，同相位的电压变动分量，同相位的电压变动分量，为与为与为与为与U U相差相差相差相差 的电压变动分量。的电压变动分量。的电压变动分量。的电压变动分量。n n供供供供电电电电母母母母线线线线电电电电压压压压幅幅幅幅值值值值变变变变化化化化可可可可以以以以近近近近似似似似地地地地以以以以 的的的的大大大大小小小小来来来来衡衡衡衡量量量量；供供供供电电电电母母母母线线线线电电电电压压压压相相相相角角角角变变变变化化化化可可可可以以以以近近近近似似似似以以以以 的的的的大大大大小小小小来来来来衡衡衡衡量量量量。因因因因此此此此可可可可给给给给出出出出电电电电压压压压变变变变动动动动量的算式量的算式量的算式量的算式第9页，本讲稿共35页n n已知上式中，已知上式中，已知上式中，已知上式中，于是电压变动量大小与各参量的关系式可写成于是电压变动量大小与各参量的关系式可写成于是电压变动量大小与各参量的关系式可写成于是电压变动量大小与各参量的关系式可写成将上式改写可得到供电母线电压变动百分值将上式改写可得到供电母线电压变动百分值将上式改写可得到供电母线电压变动百分值将上式改写可得到供电母线电压变动百分值d d的计算公式的计算公式的计算公式的计算公式第10页，本讲稿共35页进一步推导有进一步推导有进一步推导有进一步推导有在工程计算中，上式中各参量单位规范为在工程计算中，上式中各参量单位规范为在工程计算中，上式中各参量单位规范为在工程计算中，上式中各参量单位规范为 PCC PCC点电压标称值点电压标称值点电压标称值点电压标称值 （kVkV）系统等值电阻和电抗系统等值电阻和电抗系统等值电阻和电抗系统等值电阻和电抗 （）负荷汲取的有功功率和无功功率变化量负荷汲取的有功功率和无功功率变化量负荷汲取的有功功率和无功功率变化量负荷汲取的有功功率和无功功率变化量 （MW,Mvar)MW,Mvar)PCC PCC点短路容量点短路容量点短路容量点短路容量 （）通常在中压和高压电网中，等值电阻远小于其等值电抗，一般通常在中压和高压电网中，等值电阻远小于其等值电抗，一般通常在中压和高压电网中，等值电阻远小于其等值电抗，一般通常在中压和高压电网中，等值电阻远小于其等值电抗，一般 11，供电母线电压变动百分值计算公式可近似简化为，供电母线电压变动百分值计算公式可近似简化为，供电母线电压变动百分值计算公式可近似简化为，供电母线电压变动百分值计算公式可近似简化为 第11页，本讲稿共35页n n从从从从上上上上式式式式我我我我们们们们可可可可以以以以很很很很清清清清楚楚楚楚了了了了解解解解到到到到，电电电电压压压压波波波波动动动动值值值值与与与与负负负负荷荷荷荷的的的的无无无无功功功功功功功功率率率率变变变变动动动动量量量量成成成成正正正正比比比比，与与与与公公公公共共共共连连连连接接接接点点点点的的的的短短短短路路路路容容容容量量量量成成成成反反反反比比比比。这这这这是是是是计计计计算算算算电电电电压压压压变变变变动动动动的的的的基本公式。基本公式。基本公式。基本公式。n n在在在在实实实实际际际际运运运运行行行行中中中中，由由由由于于于于波波波波动动动动性性性性负负负负荷荷荷荷功功功功率率率率因因因因数数数数低低低低，无无无无功功功功功功功功率率率率变变变变动动动动量量量量相相相相对对对对较较较较大大大大，并并并并且且且且功功功功率率率率变变变变化化化化过过过过程程程程快快快快，所所所所以以以以波波波波动动动动性性性性负负负负荷荷荷荷是是是是引引引引起起起起电压波动的主要原因。电压波动的主要原因。电压波动的主要原因。电压波动的主要原因。n n短短短短路路路路容容容容量量量量：是是是是系系系系统统统统电电电电压压压压强强强强度度度度的的的的标标标标志志志志。短短短短路路路路容容容容量量量量大大大大（对对对对应应应应于于于于系系系系统统统统等等等等值值值值阻阻阻阻抗抗抗抗小小小小），表表表表明明明明电电电电网网网网络络络络坚坚坚坚强强强强，负负负负荷荷荷荷、并并并并联联联联电电电电容容容容和和和和或或或或电电电电抗抗抗抗的的的的投投投投切切切切不不不不会会会会引引引引起起起起电压幅值大的变化；反之依然。电压幅值大的变化；反之依然。电压幅值大的变化；反之依然。电压幅值大的变化；反之依然。第12页，本讲稿共35页电压波动与无功补偿容量的算例电压波动与无功补偿容量的算例当无功功率以当无功功率以当无功功率以当无功功率以MvarMvar为单位，短路容量用为单位，短路容量用为单位，短路容量用为单位，短路容量用MVAMVA表示，则表示，则表示，则表示，则例如，一个容量为例如，一个容量为例如，一个容量为例如，一个容量为200Mvar200Mvar的电容器组投入运行，接入点短路容量为的电容器组投入运行，接入点短路容量为的电容器组投入运行，接入点短路容量为的电容器组投入运行，接入点短路容量为10000MVA10000MVA，则会引起则会引起则会引起则会引起 2 2的电压波动。的电压波动。的电压波动。的电压波动。又如，一个母线的电压波动为又如，一个母线的电压波动为又如，一个母线的电压波动为又如，一个母线的电压波动为 3 3，该点短路容量等于，该点短路容量等于，该点短路容量等于，该点短路容量等于5000MVA5000MVA，则为此安装，则为此安装，则为此安装，则为此安装的抑制电压波动的无功补偿容量为：的抑制电压波动的无功补偿容量为：的抑制电压波动的无功补偿容量为：的抑制电压波动的无功补偿容量为：150Mvar150Mvar。注意到，上例中注意到，上例中注意到，上例中注意到，上例中 150MVA150MVA说明感性无功和容性无功补偿的互补作用。说明感性无功和容性无功补偿的互补作用。说明感性无功和容性无功补偿的互补作用。说明感性无功和容性无功补偿的互补作用。还需注意到，电容补偿的固有缺点：其还需注意到，电容补偿的固有缺点：其还需注意到，电容补偿的固有缺点：其还需注意到，电容补偿的固有缺点：其补偿容量与接入点电压的平方成正比。补偿容量与接入点电压的平方成正比。补偿容量与接入点电压的平方成正比。补偿容量与接入点电压的平方成正比。因此，系统大量依靠电容器补偿无功存在电压稳定的脆弱性。因此，系统大量依靠电容器补偿无功存在电压稳定的脆弱性。因此，系统大量依靠电容器补偿无功存在电压稳定的脆弱性。因此，系统大量依靠电容器补偿无功存在电压稳定的脆弱性。第13页，本讲稿共35页功率波动性负荷一般分类功率波动性负荷一般分类n n负负负负荷荷荷荷特特特特性性性性是是是是影影影影响响响响电电电电压压压压稳稳稳稳定定定定性性性性的的的的一一一一个个个个关关关关键键键键因因因因素素素素，系系系系统统统统电电电电压压压压的的的的动动动动态态态态稳稳稳稳定定定定主主主主要要要要取取取取决决决决于于于于负负负负荷荷荷荷与与与与电电电电压压压压控控控控制制制制措措措措施施施施的的的的实实实实效效效效，电电电电压压压压稳稳稳稳定定定定已已已已经经经经被被被被称称称称为为为为负荷稳定。负荷稳定。负荷稳定。负荷稳定。n n根根根根据据据据用用用用电电电电设设设设备备备备的的的的工工工工作作作作特特特特征征征征和和和和对对对对电电电电压压压压特特特特性性性性的的的的影影影影响响响响，波波波波动动动动性性性性负负负负荷荷荷荷可可可可分为两大类型：分为两大类型：分为两大类型：分为两大类型：1 1 1 1）轧轧轧轧钢钢钢钢机机机机和和和和绞绞绞绞车车车车等等等等负负负负荷荷荷荷的的的的电电电电动动动动机机机机频频频频繁繁繁繁启启启启动动动动，焊焊焊焊机机机机等等等等负负负负荷荷荷荷的的的的间间间间歇歇歇歇通通通通电电电电，都会引起都会引起都会引起都会引起时常电压变动时常电压变动时常电压变动时常电压变动，并且是有一定规律的，并且是有一定规律的，并且是有一定规律的，并且是有一定规律的周期电压变动周期电压变动周期电压变动周期电压变动；2 2 2 2）电电电电弧弧弧弧炉炉炉炉等等等等波波波波动动动动性性性性负负负负荷荷荷荷则则则则会会会会引引引引起起起起供供供供电电电电点点点点出出出出现现现现连连连连续续续续电电电电压压压压变变变变动动动动，并并并并且且且且是是是是无规律的无规律的无规律的无规律的随机电压变动随机电压变动随机电压变动随机电压变动。第14页，本讲稿共35页电压偏差超过允许范围的危害电压偏差超过允许范围的危害n n对用电设备（照明、电动机、电子电器等）的危害对用电设备（照明、电动机、电子电器等）的危害对用电设备（照明、电动机、电子电器等）的危害对用电设备（照明、电动机、电子电器等）的危害 设备运行性能恶化，运行效率降低，过电压或过电流使设备寿命减设备运行性能恶化，运行效率降低，过电压或过电流使设备寿命减设备运行性能恶化，运行效率降低，过电压或过电流使设备寿命减设备运行性能恶化，运行效率降低，过电压或过电流使设备寿命减少，甚至损坏电气设备。少，甚至损坏电气设备。少，甚至损坏电气设备。少，甚至损坏电气设备。n n对电网的危害对电网的危害对电网的危害对电网的危害 由于线路的静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。当由于线路的静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。当由于线路的静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。当由于线路的静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。当系统电压偏低时，输电极限功率大幅度下降，可能引起系统频率系统电压偏低时，输电极限功率大幅度下降，可能引起系统频率系统电压偏低时，输电极限功率大幅度下降，可能引起系统频率系统电压偏低时，输电极限功率大幅度下降，可能引起系统频率的不稳定问题。电压偏低可能使得负荷无功需求加大，无功分布的不稳定问题。电压偏低可能使得负荷无功需求加大，无功分布的不稳定问题。电压偏低可能使得负荷无功需求加大，无功分布的不稳定问题。电压偏低可能使得负荷无功需求加大，无功分布和补偿失衡，进而引起电压不稳定问题。电压过高，会造成系统和补偿失衡，进而引起电压不稳定问题。电压过高，会造成系统和补偿失衡，进而引起电压不稳定问题。电压过高，会造成系统和补偿失衡，进而引起电压不稳定问题。电压过高，会造成系统设备绝缘受损、铁芯饱和，产生谐波谐振，威胁系统安全运行。设备绝缘受损、铁芯饱和，产生谐波谐振，威胁系统安全运行。设备绝缘受损、铁芯饱和，产生谐波谐振，威胁系统安全运行。设备绝缘受损、铁芯饱和，产生谐波谐振，威胁系统安全运行。第15页，本讲稿共35页电压降低引起电力系统失稳电压降低引起电力系统失稳电压降低引起电力系统失稳电压降低引起电力系统失稳1 1）假定电动机机械负荷为恒功率负荷，）假定电动机机械负荷为恒功率负荷，端电压的降低导致电动机定子电流的端电压的降低导致电动机定子电流的增加增加;2 2）定子电流的增加增大了输电线上）定子电流的增加增大了输电线上的电压降落，迸一步降低了电动机的的电压降落，迸一步降低了电动机的端电压端电压;3 3）端电压的下降引起线路电容充电无功功率的减小，使系统中无功更加短缺）端电压的下降引起线路电容充电无功功率的减小，使系统中无功更加短缺;4 4）电电动动机机定定子子电电流流增增加加导导致致发发电电机机输输出出电电流流的的增增加加，在在发发电电机机励励磁磁电电流流已已达达极极限限不不能能再再增增加加后后，由由于于电电枢枢反反应应将将引引起起气气隙隙磁磁通通的的减减少少，导导致致发发电电机机内内电电动动势势的的减减小小，从从而而降降低低发发电电机机端端电电压压，同同时时也也减减少少了了发发电电机机的的无无功功输输出出，使使系系统各节点电压进一步降低。统各节点电压进一步降低。如此形成恶性循环，引起电压的持续下降，直至电压崩溃。如此形成恶性循环，引起电压的持续下降，直至电压崩溃。第16页，本讲稿共35页n对经济运行的影响对经济运行的影响当线路输送功率一定时，输电线路和变压器的运行电流与电压当线路输送功率一定时，输电线路和变压器的运行电流与电压成反比，低电压导致电流增大，系统的有功损耗、无功损耗、成反比，低电压导致电流增大，系统的有功损耗、无功损耗、电压损失都会增加。电压损失都会增加。当电压过高时电晕损耗大大增加，使系统运行成本明显增加。当电压过高时电晕损耗大大增加，使系统运行成本明显增加。第17页，本讲稿共35页改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施R+jXR+jX 1:K1:K1 1 K K2 2:1:1 P+jQP+jQ T2T2 T1T1 U US S L L U UL L 以上图单机以上图单机以上图单机以上图单机-单负荷两极变压器的简单电力系统为例，忽略对地电容，并将网络单负荷两极变压器的简单电力系统为例，忽略对地电容，并将网络单负荷两极变压器的简单电力系统为例，忽略对地电容，并将网络单负荷两极变压器的简单电力系统为例，忽略对地电容，并将网络参数归算至高压侧，则参数归算至高压侧，则参数归算至高压侧，则参数归算至高压侧，则可见使可见使可见使可见使U U U UL L L L变化的措施：变化的措施：变化的措施：变化的措施：(1)(1)(1)(1)调整调整调整调整U U U US S S S；(2)(2)(2)(2)调整变比调整变比调整变比调整变比K K K K1 1 1 1、K K K K2 2 2 2；(3)(3)(3)(3)改变功率分布改变功率分布改变功率分布改变功率分布(以以以以Q Q Q Q为主为主为主为主)；(4)(4)(4)(4)改变网络参数改变网络参数改变网络参数改变网络参数R+jX(R+jX(R+jX(R+jX(以以以以X X X X为主为主为主为主)。第18页，本讲稿共35页方式：调节励磁电压方式：调节励磁电压方式：调节励磁电压方式：调节励磁电压适用于直接由发电机供电的小系统、线路不长；适用于直接由发电机供电的小系统、线路不长；适用于直接由发电机供电的小系统、线路不长；适用于直接由发电机供电的小系统、线路不长；易于实现逆调压易于实现逆调压易于实现逆调压易于实现逆调压,实质上是调节系统中发电机的无功输出。实质上是调节系统中发电机的无功输出。实质上是调节系统中发电机的无功输出。实质上是调节系统中发电机的无功输出。缺点：缺点：缺点：缺点：发电机通过较长线路、多电压级输电发电机通过较长线路、多电压级输电发电机通过较长线路、多电压级输电发电机通过较长线路、多电压级输电,此时最大、最小负荷时电此时最大、最小负荷时电此时最大、最小负荷时电此时最大、最小负荷时电压损耗之差往往大于压损耗之差往往大于压损耗之差往往大于压损耗之差往往大于5%;5%;5%;5%;而发电机的机端负荷允许发电机的电压调整而发电机的机端负荷允许发电机的电压调整而发电机的机端负荷允许发电机的电压调整而发电机的机端负荷允许发电机的电压调整范围为范围为范围为范围为5%-0,5%-0,5%-0,5%-0,所以满足不了远方负荷的要求。所以满足不了远方负荷的要求。所以满足不了远方负荷的要求。所以满足不了远方负荷的要求。多机系统中多机系统中多机系统中多机系统中,实际上是改变发电机间无功分配实际上是改变发电机间无功分配实际上是改变发电机间无功分配实际上是改变发电机间无功分配,与无功备用、无功的与无功备用、无功的与无功备用、无功的与无功备用、无功的经济分配有矛盾。经济分配有矛盾。经济分配有矛盾。经济分配有矛盾。因此因此因此因此,发电机调压仅作辅助措施发电机调压仅作辅助措施发电机调压仅作辅助措施发电机调压仅作辅助措施 改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施利用发电机调压利用发电机调压第19页，本讲稿共35页改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施改变变压器变比改变变压器变比n n 普通变压器普通变压器普通变压器普通变压器n n 有载调压变压器有载调压变压器有载调压变压器有载调压变压器条件条件条件条件:从整个系统来看从整个系统来看从整个系统来看从整个系统来看,必须无功电源充足。变压器本身不是无功电源必须无功电源充足。变压器本身不是无功电源必须无功电源充足。变压器本身不是无功电源必须无功电源充足。变压器本身不是无功电源,当当当当系统中无功电源不足时系统中无功电源不足时系统中无功电源不足时系统中无功电源不足时,达不到调压要求达不到调压要求达不到调压要求达不到调压要求。特别注意：特别注意：特别注意：特别注意：当系统无功电源缺额较大时，系统电压水平偏低。如果此时采用有载调当系统无功电源缺额较大时，系统电压水平偏低。如果此时采用有载调当系统无功电源缺额较大时，系统电压水平偏低。如果此时采用有载调当系统无功电源缺额较大时，系统电压水平偏低。如果此时采用有载调压变压器进行调压，使二次测电压升高则无功缺额将全部转嫁到主网上，使压变压器进行调压，使二次测电压升高则无功缺额将全部转嫁到主网上，使压变压器进行调压，使二次测电压升高则无功缺额将全部转嫁到主网上，使压变压器进行调压，使二次测电压升高则无功缺额将全部转嫁到主网上，使主网电压下降更加严重，甚至甚至可能造成系统电压崩溃主网电压下降更加严重，甚至甚至可能造成系统电压崩溃主网电压下降更加严重，甚至甚至可能造成系统电压崩溃主网电压下降更加严重，甚至甚至可能造成系统电压崩溃第20页，本讲稿共35页利用利用利用利用TVRTVR装置改善复杂配电网电压偏差装置改善复杂配电网电压偏差装置改善复杂配电网电压偏差装置改善复杂配电网电压偏差 第21页，本讲稿共35页改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施无功补偿无功补偿无功补偿无功补偿n n 同步调相机同步调相机同步调相机同步调相机优点：调节速度快；优点：调节速度快；优点：调节速度快；优点：调节速度快；双向调节（即可发出感性无功，也可吸收感性无功）；双向调节（即可发出感性无功，也可吸收感性无功）；双向调节（即可发出感性无功，也可吸收感性无功）；双向调节（即可发出感性无功，也可吸收感性无功）；连续平滑调节。连续平滑调节。连续平滑调节。连续平滑调节。缺点：旋转机械，维护复杂；投资较大缺点：旋转机械，维护复杂；投资较大缺点：旋转机械，维护复杂；投资较大缺点：旋转机械，维护复杂；投资较大n n 并联电容器并联电容器并联电容器并联电容器优点：设计简单；容量灵活；安全可靠；投资少；维护方便。优点：设计简单；容量灵活；安全可靠；投资少；维护方便。优点：设计简单；容量灵活；安全可靠；投资少；维护方便。优点：设计简单；容量灵活；安全可靠；投资少；维护方便。缺点：对系统有一定冲击；不能连续调节。缺点：对系统有一定冲击；不能连续调节。缺点：对系统有一定冲击；不能连续调节。缺点：对系统有一定冲击；不能连续调节。n n 并联电抗器并联电抗器并联电抗器并联电抗器吸收线路充电功率，抑制过电压；有利单相重合闸。吸收线路充电功率，抑制过电压；有利单相重合闸。吸收线路充电功率，抑制过电压；有利单相重合闸。吸收线路充电功率，抑制过电压；有利单相重合闸。第22页，本讲稿共35页n n静止无功补偿器静止无功补偿器静止无功补偿器静止无功补偿器（SVCSVCSVCSVC）调节速度快；双向调节；连续平滑调节；静止器件，维护方便，可靠性高。调节速度快；双向调节；连续平滑调节；静止器件，维护方便，可靠性高。调节速度快；双向调节；连续平滑调节；静止器件，维护方便，可靠性高。调节速度快；双向调节；连续平滑调节；静止器件，维护方便，可靠性高。第23页，本讲稿共35页 一条一条一条一条500kV500kV500kV500kV架空输电线路，相间距离架空输电线路，相间距离架空输电线路，相间距离架空输电线路，相间距离9.49.49.49.4米，导线半径米，导线半径米，导线半径米，导线半径2.542.542.542.54厘米，几何平均半径厘米，几何平均半径厘米，几何平均半径厘米，几何平均半径2.032.032.032.03厘米，分裂导线间距厘米，分裂导线间距厘米，分裂导线间距厘米，分裂导线间距45.7245.7245.7245.72厘米，计算线路典型参数为厘米，计算线路典型参数为厘米，计算线路典型参数为厘米，计算线路典型参数为分裂导线数分裂导线数电抗值电抗值欧欧/Km充电无功充电无功Mvar/Km波阻抗波阻抗欧欧/Km自然功率自然功率MW10.460.9836176220.351.29271101530.311.45241114240.281.582211246改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施改善电压偏差的措施改变线路参数改变线路参数改变线路参数改变线路参数采用分裂导线减小线路电抗采用分裂导线减小线路电抗采用分裂导线减小线路电抗采用分裂导线减小线路电抗第24页，本讲稿共35页线路中串联电容器线路中串联电容器线路中串联电容器线路中串联电容器 R+jX R+jXL L P+jQP+jQ -jX-jXC C 并并 补补串串 补补减少无功流减少无功流动动，直接减少，直接减少线线路有功路有功损损耗耗提高提高电压电压水平而减少有功水平而减少有功损损耗，耗，等容量下不如并等容量下不如并补补作用作用强强减少无功流减少无功流动动而减少而减少电压损电压损耗，不如串耗，不如串补补明明显显由由X XC C上上负电压损负电压损耗抵耗抵偿偿X XL L上上的的电压损电压损耗，适用于耗，适用于电压电压波波动动频频繁、功率因数低的繁、功率因数低的场场合合优点：提高线路输送能力和系统的稳定性。优点：提高线路输送能力和系统的稳定性。优点：提高线路输送能力和系统的稳定性。优点：提高线路输送能力和系统的稳定性。缺点：可能引起铁磁谐振、次同步谐振。缺点：可能引起铁磁谐振、次同步谐振。缺点：可能引起铁磁谐振、次同步谐振。缺点：可能引起铁磁谐振、次同步谐振。补偿系数补偿系数补偿系数补偿系数 K KC C=X=XC C/X/XL L第25页，本讲稿共35页电压偏差的监测与考核电压偏差的监测与考核电压监测点的设置原则：电压监测点的设置原则：电压监测点的设置原则：电压监测点的设置原则：1 1 1 1）与主网（）与主网（）与主网（）与主网（220kV220kV220kV220kV及以上）直接连接的发电厂高压母线；及以上）直接连接的发电厂高压母线；及以上）直接连接的发电厂高压母线；及以上）直接连接的发电厂高压母线；2 2 2 2）各级调度界面处）各级调度界面处）各级调度界面处）各级调度界面处330kV330kV330kV330kV及以上变电所的一、二次母线，及以上变电所的一、二次母线，及以上变电所的一、二次母线，及以上变电所的一、二次母线，220kV220kV220kV220kV变电所的一次或二次母线；变电所的一次或二次母线；变电所的一次或二次母线；变电所的一次或二次母线；3 3 3 3）所有变电所的）所有变电所的）所有变电所的）所有变电所的10kV10kV10kV10kV母线；母线；母线；母线；4 4 4 4）具有一定代表性的用户电压监测点；）具有一定代表性的用户电压监测点；）具有一定代表性的用户电压监测点；）具有一定代表性的用户电压监测点；n n 所有所有所有所有110kV110kV110kV110kV及以上供电的用户；及以上供电的用户；及以上供电的用户；及以上供电的用户；n n 所有所有所有所有35kV35kV35kV35kV专线供电的用户；专线供电的用户；专线供电的用户；专线供电的用户；n n 其它其它其它其它35kV35kV35kV35kV和和和和10kV10kV10kV10kV用户中每用户中每用户中每用户中每1 1 1 1万万万万kWkWkWkW负荷至少设一个监测点，重要用负荷至少设一个监测点，重要用负荷至少设一个监测点，重要用负荷至少设一个监测点，重要用户，代表性户，代表性户，代表性户，代表性10kV10kV10kV10kV末端用户；末端用户；末端用户；末端用户；n n 低压用户（低压用户（低压用户（低压用户（0.4kV0.4kV0.4kV0.4kV）每百台配变至少设一个监测点，并且应设置于重要）每百台配变至少设一个监测点，并且应设置于重要）每百台配变至少设一个监测点，并且应设置于重要）每百台配变至少设一个监测点，并且应设置于重要用户及有代表性的配电网首末端用户。用户及有代表性的配电网首末端用户。用户及有代表性的配电网首末端用户。用户及有代表性的配电网首末端用户。第26页，本讲稿共35页考核指标考核指标考核指标考核指标 ：电压合格率：电压合格率：电压合格率：电压合格率电压合格率电压合格率电压合格率电压合格率=（电压合格时间（电压合格时间（电压合格时间（电压合格时间/电压监测总时间）电压监测总时间）电压监测总时间）电压监测总时间）*100%100%100%100%=（1-1-1-1-电压超限时间电压超限时间电压超限时间电压超限时间/电压监测总时间）电压监测总时间）电压监测总时间）电压监测总时间）*100%100%电压超限率电压超限率电压超限率电压超限率=（电压超限时间（电压超限时间（电压超限时间（电压超限时间/电压监测总时间）电压监测总时间）电压监测总时间）电压监测总时间）*100%100%A A A A类电压合格率：城市类电压合格率：城市类电压合格率：城市类电压合格率：城市10kV10kV10kV10kVB B B B类电压合格率：类电压合格率：类电压合格率：类电压合格率：110kV110kV110kV110kV及及及及35kV35kV35kV35kV、63kV63kV63kV63kV专线供电专线供电专线供电专线供电C C C C类电压合格率类电压合格率类电压合格率类电压合格率:其它高压用户其它高压用户其它高压用户其它高压用户C C C C类电压合格率：类电压合格率：类电压合格率：类电压合格率：0.0.0.0.4kV4kV4kV4kV供电电压合格率供电电压合格率供电电压合格率供电电压合格率=0.5*A+0.5*(B+C+D)/3=0.5*A+0.5*(B+C+D)/3=0.5*A+0.5*(B+C+D)/3=0.5*A+0.5*(B+C+D)/3第27页，本讲稿共35页电力系统频率偏差电力系统频率偏差n n频率偏差的定义频率偏差的定义频率偏差的定义频率偏差的定义 电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值称为电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值称为电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值称为电力系统在正常运行条件下，系统频率的实际值与标称值称为系统的频率偏差。系统的频率偏差。系统的频率偏差。系统的频率偏差。n n计算方法计算方法计算方法计算方法n n频率频率频率频率 正弦量在单位时间内交变的次数称为频率。我国采用正弦量在单位时间内交变的次数称为频率。我国采用正弦量在单位时间内交变的次数称为频率。我国采用正弦量在单位时间内交变的次数称为频率。我国采用50Hz50Hz50Hz50Hz为标称频率。为标称频率。为标称频率。为标称频率。第28页，本讲稿共35页频率偏差的限值：频率偏差的限值：频率偏差的限值：频率偏差的限值：国家标准国家标准国家标准国家标准GB15945-1995GB15945-1995GB15945-1995GB15945-1995电能质量电能质量电能质量电能质量 电力系统频率电力系统频率电力系统频率电力系统频率允许偏差允许偏差允许偏差允许偏差的规定的规定的规定的规定电力系统正常频率偏差允许值为电力系统正常频率偏差允许值为电力系统正常频率偏差允许值为电力系统正常频率偏差允许值为0.2Hz0.2Hz0.2Hz0.2Hz；当系统；当系统；当系统；当系统容量较小时频率偏差可放宽到容量较小时频率偏差可放宽到容量较小时频率偏差可放宽到容量较小时频率偏差可放宽到0.5Hz0.5Hz0.5Hz0.5Hz。频率偏差产生的原因：频率偏差产生的原因：频率偏差产生的原因：频率偏差产生的原因：系统有功功率不平衡是产生频率偏差的根本原因。在任系统有功功率不平衡是产生频率偏差的根本原因。在任系统有功功率不平衡是产生频率偏差的根本原因。在任系统有功功率不平衡是产生频率偏差的根本原因。在任意时刻，如果系统发电机的输出的总有功功率大于系意时刻，如果系统发电机的输出的总有功功率大于系意时刻，如果系统发电机的输出的总有功功率大于系意时刻，如果系统发电机的输出的总有功功率大于系统负荷的有功功率需求（包括输电环节的有功损耗）统负荷的有功功率需求（包括输电环节的有功损耗）统负荷的有功功率需求（包括输电环节的有功损耗）统负荷的有功功率需求（包括输电环节的有功损耗）则频率上升。反之，频率下降。则频率上升。反之，频率下降。则频率上升。反