第四章电力系统电压及无功功率的调节.ppt
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1、电力系统自动化电力系统自动化 Automation of Power System杭州电子科技大学 自动化学院第四章电力系统电压调整第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术和无功功率控制技术一、电力系统电压控制的意义一、电力系统电压控制的意义二二、电电力力系系统统的的无无功功功功率率平平衡衡与与电电压压的的关系关系三、电力系统电压控制的措施三、电力系统电压控制的措施四、电力系统电压的综合控制四、电力系统电压的综合控制五、电力系统无功功率电源的最优控制五、电力系统无功功率电源的最优控制2目的要求:目的要求:了解电力系统调频的实质和重要性;了解负荷的静态频率特性及负荷调节效应;了解调速器的工作原理
2、及其静态调节特性、配有调速器的发电机组的功率频率特性.重点:重点:负荷的静态频率特性及负荷调节效应难点:难点:电力系统的功率-频率特性分析 3第四章电力系统电压调整和第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术无功功率控制技术频率调整:1全系统频率相同2调发电机3消耗能源4集中控制5调进汽量4电压调整:1电压水平各点不同2调发电机、调相机、电容器和静止补偿器等3不消耗能源4电压控制分散进行5调节手段多种多样第四章电力系统电压调整和第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术无功功率控制技术5电压和频率一样,都是电能质量的重要指标。电压降低的不良影响:1.减少发电机所发有功功率。2.异步电动机的转差率将
3、增大,电流也将增大,温升将增加。当转差增大、转速下降时,其输出功率将迅速减少。3.电动机的启动过程将大为增加,启动过程温度过高。4.电炉等电热设备的发热量降低。5.危及电力系统运行的稳定性。第一节电力系统电压控制的第一节电力系统电压控制的意义意义6第二节电力系统的无功功率第二节电力系统的无功功率平衡与电压的关系平衡与电压的关系无功功率平衡,即电源无功功率:QGi:发电机供应的无功功率 QC1:调相机供应的无功功率 QC2:并联电容器供应的无功功率 QC3:静止补偿器供应的无功功率 7第二节电力系统的无功功率第二节电力系统的无功功率平衡与电压的关系平衡与电压的关系无功功率损耗:QT:变压器中的无
4、功功率损耗(属感性)QX:线路电抗中的无功功率损耗(属感性)QB:线路电纳中的无功功率损耗(属容性)8第二节电力系统的无功功率第二节电力系统的无功功率平衡与电压的关系平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压水平有着密切的关系 如果无功功率平衡:9电力系统的无功功率电源有:(1)同步发电机 同步发电机目前是电力系统中惟一的有功功率电源,它又是基本的无功功率电源。(2)同步调相机及同步电动机 同步调相机是特殊运行状态下的同步电动机,可视为不带有功负荷的同步发电机或是不带机械负荷的同步电动机。(3)静电电容器(4)静止无功功率补偿器(SVC)(5)高压输电线路的充电功率第二节电力系统的无功功率第二
5、节电力系统的无功功率平衡与电压的关系平衡与电压的关系10用户端的电压为:式中,K1和K2分别为升压和降压变压器的变比;R和X分别为变压器和输电线路的总电阻和总电抗。第三节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施11要想控制和调整负荷点的电压,可以采取以下的控制方式:控制和调节发电机励磁电流,以改变发电机端电压UG;控制变压器变比K1及K2调压;改变输送功率的分布P+jQ(主要是Q),以使电压损耗减小;改变电力系统网络中的参数R+jX(主要是X),以减小输电线路电压的损耗。第三节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施12一、发电机控制调压 控制同步发电机的励磁电流,可以改变
6、发电机的端电压 二、控制变压器变比调压 调整分接抽头的位置可以控制变压器的变比 三绕组变压器分接抽头的选择可以按如下方法来考虑:三绕组变压器一般在高压、中压绕组有分接抽头可供选择,而低压侧是没有分接抽头的。一般可先按高压、低压侧的电压要求来确定高压侧的分接抽头;再由所选定的高压侧分接抽头,来考虑中压侧的电压要求,最后选择中压侧的分接抽头。第三节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施13例 图4-8所示为降压变压器,变压器参数及负荷、分抽头已标明,高压侧最大负荷时的电压为110V,最小负荷时的电压为113V,相应的负荷低压母线允许电压上下限为6 6.6kV,试选择变压器分接抽头。第三
7、节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施14解 首先计算最大负荷和最小负荷时变压器的电压损耗:假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低压侧的电压分别为 第三节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施15取算术平均值,有 可以选择的高压分接抽头U1t=107.25kV。然后按所选分接头校验是否满足低压负荷母线的实际电压。可见所选择的高压分接头是能够满足电压控制要求的 第三节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施16三、利用无功功率补偿设备调压 1、无功功率的产生基本上是不消耗能源的,但是无功功率沿输电线路上传送却要引起有功功率的损耗和电压的损耗。2、合理的配置无功
8、功率补偿设备和容量以改变电力网络的无功功率分布,可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗,从而改善负荷用户的电压质量。3、并联补偿设备有调相机、静止补偿器、电容器,它们的作用都是在重负荷时发出感性无功功率,补偿负荷的需要,减少由于输送这些感性无功功率而在输电线路上产生的电压降落。提高负荷端的输电电压。第三节第三节电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施17例 输电系统如图4-10所示,降压变压器变比为110kV 2 2.5%/11kV,变压器励磁支路和输电线路对地电容均被忽略,节点1归算到高压侧的电压为118kV,且维持不变,负荷端低压母线电压要求保持为10.5KV,试确定受端装设如下的无功
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- 第四 电力系统 电压 无功功率 调节
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