电力系统电压调整课件.ppt

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1、第第4章章 电力系统电压调整和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电压和频率一样，都是电能质量的重要指标！电压和频率一样，都是电能质量的重要指标！频率调整频率调整频率调整频率调整:1 1、全系统频率相同、全系统频率相同、全系统频率相同、全系统频率相同2 2、调发电机、调发电机、调发电机、调发电机3 3、消耗能源、消耗能源、消耗能源、消耗能源4 4、集中控制、集中控制、集中控制、集中控制5 5、调进汽量、调进汽量、调进汽量、调进汽量电压调整：电压调整：电压调整：电压调整：1 1、电压水平各点不同、电压水平各点不同、电压水平各点不同、电压水平各点不同2 2、调发电机、调相机、电、调发

2、电机、调相机、电、调发电机、调相机、电、调发电机、调相机、电容器和静止补偿器等容器和静止补偿器等容器和静止补偿器等容器和静止补偿器等3 3、不消耗能源、不消耗能源、不消耗能源、不消耗能源4 4、电压控制分散进行、电压控制分散进行、电压控制分散进行、电压控制分散进行5 5、调节手段多种多样、调节手段多种多样、调节手段多种多样、调节手段多种多样本章主要内容本章主要内容第一第一第一第一节节 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义第二第二第二第二节节 电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系

3、统无功功率平衡与电压的关系第三第三第三第三节节 电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施第四第四第四第四节节 电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制第五节第五节第五节第五节 电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制第一第一节 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义学习目的：学习目的：掌握电力系统电压调节的必要性掌握电力系统电压调节的必要性掌握电力系统电压调节的必要性掌握电力系统电压调节的必要性一、电力系统电压调节

4、的必要性（一）电压对电力用户的影响（一）电压对电力用户的影响（一）电压对电力用户的影响（一）电压对电力用户的影响1 1、对用电设备的影响、对用电设备的影响、对用电设备的影响、对用电设备的影响 电电电电力力力力系系系系统统统统实实实实际际际际电电电电压压压压偏偏偏偏高高高高或或或或偏偏偏偏低低低低，对对对对运运运运行行行行中中中中的的的的用用用用电电电电设备都会造成不良的影响。设备都会造成不良的影响。设备都会造成不良的影响。设备都会造成不良的影响。以照明用的白炽灯为例来说明这个问题以照明用的白炽灯为例来说明这个问题以照明用的白炽灯为例来说明这个问题以照明用的白炽灯为例来说明这个问题2 2、对异步

5、电动机的影响、对异步电动机的影响、对异步电动机的影响、对异步电动机的影响 对对对对于于于于异异异异步步步步电电电电动动动动机机机机而而而而言言言言，当当当当电电电电压压压压降降降降低低低低时时时时，转转转转矩矩矩矩随随随随电电电电压压压压的平方成比例下降。的平方成比例下降。的平方成比例下降。的平方成比例下降。当当当当电电电电压压压压降降降降低低低低20%20%时时时时，转转转转矩矩矩矩会会会会降降降降低低低低到到到到额额额额定定定定转转转转矩矩矩矩的的的的64%64%，电电电电流流流流增增增增加加加加20%20%35%35%，造造造造成成成成电电电电动动动动机机机机转转转转速速速速降降降降低低

6、低低，可可可可能能能能导导导导致致致致生生生生产产产产的的的的产产产产品品品品报报报报废废废废；温温温温度度度度升升升升高高高高，电电电电动动动动机机机机绕绕绕绕组组组组过过过过热热热热，绝绝绝绝缘缘缘缘加加加加速速速速老老老老化化化化，甚甚甚甚至烧毁电动机。至烧毁电动机。至烧毁电动机。至烧毁电动机。当当当当电电电电压压压压过过过过高高高高时时时时，将将将将加加加加速速速速电电电电气气气气设设设设备备备备的的的的绝绝绝绝缘缘缘缘老老老老化化化化，影影影影响响响响电电电电机机机机的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。的使用寿命。对对对对其其其其它它它它电电电电气气气气设设设设备备备备，电电电电压压

7、压压变变变变化化化化也也也也将将将将使使使使其其其其运运运运行行行行性性性性能能能能变变变变坏坏坏坏，甚甚甚甚至至至至发发发发生人身伤亡、设备损坏等事故。生人身伤亡、设备损坏等事故。生人身伤亡、设备损坏等事故。生人身伤亡、设备损坏等事故。（二）电压对电力系统的影响（二）电压对电力系统的影响 电电电电压压压压降降降降低低低低，使使使使网网网网络络络络中中中中的的的的功功功功率率率率损损损损耗耗耗耗和和和和能能能能量量量量损损损损耗耗耗耗加加加加大大大大，电电电电压压压压过过过过低还可能危及电力系统运行的稳定性。低还可能危及电力系统运行的稳定性。低还可能危及电力系统运行的稳定性。低还可能危及电力系

8、统运行的稳定性。在在在在系系系系统统统统中中中中无无无无功功功功功功功功率率率率不不不不足足足足，电电电电压压压压水水水水平平平平低低低低下下下下的的的的情情情情况况况况下下下下，某某某某些些些些枢枢枢枢纽纽纽纽变变变变电电电电所所所所在在在在母母母母线线线线电电电电压压压压发发发发生生生生微微微微小小小小扰扰扰扰动动动动的的的的情情情情况况况况下下下下，顷顷顷顷刻刻刻刻之之之之间间间间会会会会造造造造成成成成电电电电压压压压大大大大幅幅幅幅度度度度下下下下降降降降的的的的“电电电电压压压压崩崩崩崩溃溃溃溃”现现现现象象象象，其其其其后后后后果果果果是是是是相相相相当当当当严严严严重重重重的的

9、的的，可可可可能能能能导导导导致致致致发发发发电电电电厂厂厂厂之之之之间间间间失失失失去去去去同同同同步步步步，造造造造成成成成整整整整个个个个系系系系统瓦解的重大停电事故。统瓦解的重大停电事故。统瓦解的重大停电事故。统瓦解的重大停电事故。10kV10kV及以下电压供电的负荷：及以下电压供电的负荷：及以下电压供电的负荷：及以下电压供电的负荷：7 7；35kV35kV及以上电压供电的负荷：及以上电压供电的负荷：及以上电压供电的负荷：及以上电压供电的负荷：5 5；低压照明负荷：低压照明负荷：低压照明负荷：低压照明负荷：5 5 1010；农村电网（正常）：农村电网（正常）：农村电网（正常）：农村电网

10、（正常）：7.57.5 1010；农村电网（事故）：农村电网（事故）：农村电网（事故）：农村电网（事故）：1010 1515；在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电在事故状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正压损耗比正常大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正常值再多常值再多常值再多常值再多5 5，但电压的正常偏移不应超过，但电压的正常偏移不应超过

11、，但电压的正常偏移不应超过，但电压的正常偏移不应超过1010。我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系一、电力系统无功功率控制与电力系统电压的关系 （回顾）（回顾）（回顾）（回顾）维持系统电压正常水平维持系统电压正常水平维持系统电压正常水平维持系统电压正常水平整个电力系统无功功率平衡关系可由下式表示：整个电力系统无

12、功功率平衡关系可由下式表示：无功电源无功电源无功电源无功电源i i i i向系统供给的无功功率；向系统供给的无功功率；向系统供给的无功功率；向系统供给的无功功率；负荷负荷负荷负荷j j j j所消耗的无功功率；所消耗的无功功率；所消耗的无功功率；所消耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；电力系统中变压器、线路中所损耗的无功功率；第二节第二节第二节第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平衡与电压的关系系统无功负荷系

13、统无功负荷系统无功负荷系统无功负荷(包括无功损耗包括无功损耗包括无功损耗包括无功损耗)静态电压特性如图所示静态电压特性如图所示静态电压特性如图所示静态电压特性如图所示:要要要要控控控控制制制制电电电电力力力力系系系系统统统统在在在在额额额额定定定定电电电电压压压压运运运运行行行行，就就就就要要要要控控控控制制制制电电电电力力力力系系系系统统统统中中中中无无无无功功功功电电电电源源源源发发发发出出出出的的的的无无无无功功功功功功功功率率率率等等等等于于于于电电电电力力力力系系系系统统统统负负负负荷荷荷荷在在在在额额额额定定定定电电电电压压压压时消耗的无功功率。时消耗的无功功率。时消耗的无功功率。

14、时消耗的无功功率。结论：结论：结论：结论：维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠控制电力系统无功电源的出力实现的。控制电力系统无功电源的出力实现的。控制电力系统无功电源的出力实现的。控制电力系统无功电源的出力实现的。二、二、电力系统的无功电源电力系统的无功电源 发电机发电机同步调相机同步调相机静电电容器静电电容器静止无功补偿装置静止无功补偿装置静止无功发生器静止无功发生器无功补偿装置无功补偿装置无功补偿装置无功补偿装置第二节第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系电力系统无功功率平

15、衡与电压的关系一、一、发电机发电机发电机的工作方式：发电机的工作方式：发电机的工作方式：发电机的工作方式：1 1、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。2 2、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作为无功电源发出无功功率。无功电源发出无功功率。无功电源发出无功功率。无功电源发出无功功率。3 3、必要时也可以减小励

16、磁电流在超前功率因数下运行，、必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，、必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，、必要时也可以减小励磁电流在超前功率因数下运行，即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。即所谓进相运行，以吸收系统中多余的无功功率。发发发发电电电电机机机机是是是是唯唯唯唯一一一一的的的的有有有有功功功功功功功功率率率率电电电电源源源源，又又又又是是是是最最最最基基基基本本本本的的的的无无无无功功功功功功功功率电源。率电源。率电源。率电源。发发发发电电电电机机机机供供供供给给给给的

17、的的的无无无无功功功功功功功功率率率率不不不不是是是是无无无无限限限限可可可可调调调调的的的的，当当当当发发发发电电电电厂厂厂厂距距距距用用用用户户户户较较较较远远远远时时时时，无无无无功功功功功功功功率率率率所所所所引引引引起起起起的的的的线线线线损损损损较较较较大大大大，在在在在这这这这种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。二、调相机二、调相机同步调相机相当于空载运行的同步电动机。同步调相机相当于空载运行的同步电动机。同步调相机相当于空载运行的同步电动机。同步调相机相当于空载运

18、行的同步电动机。1 1、调相机工作方式：、调相机工作方式：、调相机工作方式：、调相机工作方式：（1）当它的转子励磁电流刚好为某一特定值时，它发出的无功功率）当它的转子励磁电流刚好为某一特定值时，它发出的无功功率恰好为零。恰好为零。这时仅从电网中吸收少量的有功功率用来克服机械旋转阻力，维这时仅从电网中吸收少量的有功功率用来克服机械旋转阻力，维持同步速度空转；持同步速度空转；（2）当转子励磁电流大于此特定值时，称为过励磁。）当转子励磁电流大于此特定值时，称为过励磁。在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率起无功电源的作用；在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率起无功电源的作用；（3）当转子励磁电

19、流小于此特定值时，称为欠励磁。）当转子励磁电流小于此特定值时，称为欠励磁。在欠励磁运行时，它从系统吸取感性无功功率起无功负荷作用。在欠励磁运行时，它从系统吸取感性无功功率起无功负荷作用。改变改变同步调相机的励磁，可以平滑的改变它的同步调相机的励磁，可以平滑的改变它的无功功率的大小和方向，从而平滑的调节所在无功功率的大小和方向，从而平滑的调节所在地区的电压。地区的电压。2 2、同步调相机的特点、同步调相机的特点、同步调相机的特点、同步调相机的特点（1）同同步步调调相相机机是是旋旋转转机机械械，运运行行维维护护比比较较复复杂杂，一一次性投资较大。次性投资较大。（2）它的有功功率损耗较大。）它的有功

20、功率损耗较大。在在在在满满满满负负负负荷荷荷荷时时时时约约约约为为为为额额额额定定定定容容容容量量量量的的的的1.5%1.5%1.5%1.5%5%5%5%5%，容容容容量量量量越越越越小小小小，百百百百分分分分值值值值越越越越大大大大。小容量的调相机每小容量的调相机每小容量的调相机每小容量的调相机每kVAkVA容量的投资费用也较大。容量的投资费用也较大。容量的投资费用也较大。容量的投资费用也较大。故故故故同同同同步步步步调调调调相相相相机机机机宜宜宜宜于于于于大大大大容容容容量量量量集集集集中中中中使使使使用用用用，安安安安装装装装于于于于枢枢枢枢纽纽纽纽变变变变电电电电站站站站中中中中，一般

21、不安装容量小于一般不安装容量小于一般不安装容量小于一般不安装容量小于5Mvar5Mvar的调相机。的调相机。的调相机。的调相机。（3）同同步步调调相相机机的的响响应应速速度度较较慢慢，难难以以适适应应动动态态无无功功功率控制的要求。功率控制的要求。20202020世纪世纪世纪世纪70707070年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。三、静电电容器三、静电电容器静电电容器只能向系统供给无功功率。静电电容器只能向系统供给无功功率。静电电容器只能向系统供给无功功率。静电电容器只能

22、向系统供给无功功率。所所所所供供供供无无无无功功功功功功功功率率率率Q Q Q QC C C C与与与与所所所所在在在在节节节节点点点点的的的的电电电电压压压压U U U U 的的的的平平平平方方方方成成成成正正正正比，即比，即比，即比，即:XC电容器的容抗电容器的容抗 静电电容器的特点静电电容器的特点：1 1、电电容器的无功功率容器的无功功率调节调节能力能力较较差差当当节节点点电压电压下降下降时时，它供，它供给给系系统统的无功功率也将减小。的无功功率也将减小。因此，当系因此，当系统发统发生故障或由于其它原因而生故障或由于其它原因而导导致系致系统电统电压压下降下降时时，电电容器的无功容器的无功

23、输输出反而比平常出反而比平常还还少，少，这这将将导导致致电压继续电压继续下降。下降。2 2 2 2、静静静静电电电电电电电电容容容容器器器器组组组组的的的的容容容容量量量量可可可可大大大大可可可可小小小小，既既既既可可可可集集集集中中中中使使使使用用用用，又又又又可分散使用，使用起来比可分散使用，使用起来比可分散使用，使用起来比可分散使用，使用起来比较较较较灵活。灵活。灵活。灵活。3 3 3 3、静、静、静、静电电电电电电电电容器在运行容器在运行容器在运行容器在运行时时时时的功率的功率的功率的功率损损损损耗耗耗耗较较较较小。小。小。小。运运运运行行行行时时时时的的的的功功功功率率率率损损损损耗

24、耗耗耗约约约约为为为为额额额额定定定定容容容容量量量量的的的的0.3%0.3%0.5%0.5%，电电电电容容容容器器器器每每每每单单单单位位位位容容容容量量量量的的的的投投投投资资资资费费费费用用用用较较较较小小小小且且且且与与与与总总总总容容容容量量量量的的的的大大大大小小小小无关。无关。无关。无关。4 4 4 4、维护维护维护维护方便。方便。方便。方便。在在在在实际实际实际实际中仍被广泛使用中仍被广泛使用中仍被广泛使用中仍被广泛使用。静电电容器的特点：静电电容器的特点：四、静止无功补偿器四、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静止无功补偿器(Static Var Co

25、mpensator,SVC)(Static Var Compensator,SVC)，简称静止，简称静止，简称静止，简称静止补偿器。由电力电容器与电抗器并联组成。补偿器。由电力电容器与电抗器并联组成。补偿器。由电力电容器与电抗器并联组成。补偿器。由电力电容器与电抗器并联组成。1 1、工作原理：、工作原理：、工作原理：、工作原理：电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结，两者结，两者结，两者结合起来，再配以适当的调节装置，就成为能够平滑地改变合起来，再配以适当的

26、调节装置，就成为能够平滑地改变合起来，再配以适当的调节装置，就成为能够平滑地改变合起来，再配以适当的调节装置，就成为能够平滑地改变输出输出输出输出(或吸收或吸收或吸收或吸收)无功功率的静止补偿器。无功功率的静止补偿器。无功功率的静止补偿器。无功功率的静止补偿器。2 2、类型：、类型：、类型：、类型：静止补偿器有很多类型，其部件主要有饱和电抗器、固定静止补偿器有很多类型，其部件主要有饱和电抗器、固定静止补偿器有很多类型，其部件主要有饱和电抗器、固定静止补偿器有很多类型，其部件主要有饱和电抗器、固定电容器，晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器。电容器，晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器。电容器，晶闸

27、管控制电抗器和晶闸管投切电容器。电容器，晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器。（1 1）由饱和电抗器和固定电容器并联组成的静止补偿器）由饱和电抗器和固定电容器并联组成的静止补偿器）由饱和电抗器和固定电容器并联组成的静止补偿器）由饱和电抗器和固定电容器并联组成的静止补偿器 饱和电抗器饱和电抗器饱和电抗器饱和电抗器L L的特性是当电压大于某一定值时，随着电压的升高，铁心急剧的特性是当电压大于某一定值时，随着电压的升高，铁心急剧的特性是当电压大于某一定值时，随着电压的升高，铁心急剧的特性是当电压大于某一定值时，随着电压的升高，铁心急剧饱和，相当于空心电抗器。饱和，相当于空心电抗器。饱和，相当于空心电抗

28、器。饱和，相当于空心电抗器。正常运行时，补偿器工作在正常运行时，补偿器工作在正常运行时，补偿器工作在正常运行时，补偿器工作在A A点；点；点；点；当电压低于额定电压时，当电压低于额定电压时，当电压低于额定电压时，当电压低于额定电压时，电抗器电抗器电抗器电抗器L L铁心不饱和，电抗器与串联电容器组合回铁心不饱和，电抗器与串联电容器组合回铁心不饱和，电抗器与串联电容器组合回铁心不饱和，电抗器与串联电容器组合回路的总感抗大，故基本上不消耗无功功率，路的总感抗大，故基本上不消耗无功功率，路的总感抗大，故基本上不消耗无功功率，路的总感抗大，故基本上不消耗无功功率，并联电容器并联电容器并联电容器并联电容器

29、C C发出的无功功率使发出的无功功率使发出的无功功率使发出的无功功率使母线电压升高。母线电压升高。母线电压升高。母线电压升高。当电压高于额定电压时，当电压高于额定电压时，当电压高于额定电压时，当电压高于额定电压时，由于此时的由于此时的由于此时的由于此时的电抗器电抗器电抗器电抗器因饱和感抗小，因饱和感抗小，因饱和感抗小，因饱和感抗小，所吸收的无功功所吸收的无功功所吸收的无功功所吸收的无功功率增加，从而使母线电压降低。率增加，从而使母线电压降低。率增加，从而使母线电压降低。率增加，从而使母线电压降低。在补偿范围内，电压的稍许变化将在补偿范围内，电压的稍许变化将在补偿范围内，电压的稍许变化将在补偿范

30、围内，电压的稍许变化将引起电流大幅度变化。引起电流大幅度变化。引起电流大幅度变化。引起电流大幅度变化。采用自饱和电抗器和固定电容器并采用自饱和电抗器和固定电容器并采用自饱和电抗器和固定电容器并采用自饱和电抗器和固定电容器并联组成的静止补偿器，几乎可以完联组成的静止补偿器，几乎可以完联组成的静止补偿器，几乎可以完联组成的静止补偿器，几乎可以完全消除电压波动，可维持母线电压全消除电压波动，可维持母线电压全消除电压波动，可维持母线电压全消除电压波动，可维持母线电压在额定值附近。在额定值附近。在额定值附近。在额定值附近。（2 2）由晶闸管控制电抗器和固定电容器并联组）由晶闸管控制电抗器和固定电容器并联

31、组）由晶闸管控制电抗器和固定电容器并联组）由晶闸管控制电抗器和固定电容器并联组成的静止补偿器成的静止补偿器成的静止补偿器成的静止补偿器 电抗器电抗器电抗器电抗器L L L L与反向并联连接的晶闸管串联，与反向并联连接的晶闸管串联，与反向并联连接的晶闸管串联，与反向并联连接的晶闸管串联，依靠控制晶闸管的触发角来改变电抗器依靠控制晶闸管的触发角来改变电抗器依靠控制晶闸管的触发角来改变电抗器依靠控制晶闸管的触发角来改变电抗器的电流大小，即可平滑地调整电抗器吸的电流大小，即可平滑地调整电抗器吸的电流大小，即可平滑地调整电抗器吸的电流大小，即可平滑地调整电抗器吸收的无功功率的大小。收的无功功率的大小。收

32、的无功功率的大小。收的无功功率的大小。当触发角由当触发角由当触发角由当触发角由90909090变到变到变到变到180180180180时，可使电抗时，可使电抗时，可使电抗时，可使电抗器的无功功率由额定值变到零。器的无功功率由额定值变到零。器的无功功率由额定值变到零。器的无功功率由额定值变到零。图图7.3 晶闸管控制晶闸管控制电抗器型静止补偿器电抗器型静止补偿器（3 3）晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器并联）晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器并联）晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器并联）晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器并联组成的静止补偿器组成的静止补偿器组成的静止补偿器组成的静止补偿器(TC

33、R+TSC)(TCR+TSC)图中采用一组固定电容器和三组晶图中采用一组固定电容器和三组晶图中采用一组固定电容器和三组晶图中采用一组固定电容器和三组晶闸管投切电容器与电抗器并联。闸管投切电容器与电抗器并联。闸管投切电容器与电抗器并联。闸管投切电容器与电抗器并联。每组晶闸管投切电容器回路串有小每组晶闸管投切电容器回路串有小每组晶闸管投切电容器回路串有小每组晶闸管投切电容器回路串有小电感，其作用是降低晶闸管开通时电感，其作用是降低晶闸管开通时电感，其作用是降低晶闸管开通时电感，其作用是降低晶闸管开通时可能产生的电流冲击。可能产生的电流冲击。可能产生的电流冲击。可能产生的电流冲击。晶闸管投切电容器作

34、为无功功率电晶闸管投切电容器作为无功功率电晶闸管投切电容器作为无功功率电晶闸管投切电容器作为无功功率电源，源，源，源，虽然不能平滑调节输出的功率，虽然不能平滑调节输出的功率，虽然不能平滑调节输出的功率，虽然不能平滑调节输出的功率，但晶闸管对控制信号的响应迅速，但晶闸管对控制信号的响应迅速，但晶闸管对控制信号的响应迅速，但晶闸管对控制信号的响应迅速，通断次数不受限制，运行性能优于通断次数不受限制，运行性能优于通断次数不受限制，运行性能优于通断次数不受限制，运行性能优于机械开关投切电容器。机械开关投切电容器。机械开关投切电容器。机械开关投切电容器。图图7.4 晶闸管投切电晶闸管投切电容器型静止补偿

35、器容器型静止补偿器 总结：总结：（1 1）以上三种静止补偿器的共同点是其中的电容器支路作为无）以上三种静止补偿器的共同点是其中的电容器支路作为无）以上三种静止补偿器的共同点是其中的电容器支路作为无）以上三种静止补偿器的共同点是其中的电容器支路作为无功功率的电源。功功率的电源。功功率的电源。功功率的电源。电容器电容器电容器电容器C C与电感与电感与电感与电感L Ls s串联构成谐振回路，起到高次谐波滤波器的串联构成谐振回路，起到高次谐波滤波器的串联构成谐振回路，起到高次谐波滤波器的串联构成谐振回路，起到高次谐波滤波器的作用，滤去补偿器中各电磁元件产生的作用，滤去补偿器中各电磁元件产生的作用，滤去

36、补偿器中各电磁元件产生的作用，滤去补偿器中各电磁元件产生的5 5、7 7、等奇次谐波等奇次谐波等奇次谐波等奇次谐波电流，防止高次谐波分量注入系统，这类支路是不可控的。电流，防止高次谐波分量注入系统，这类支路是不可控的。电流，防止高次谐波分量注入系统，这类支路是不可控的。电流，防止高次谐波分量注入系统，这类支路是不可控的。（2 2）它们的不同点在电抗器支路，其中后两种静止补偿器都是）它们的不同点在电抗器支路，其中后两种静止补偿器都是）它们的不同点在电抗器支路，其中后两种静止补偿器都是）它们的不同点在电抗器支路，其中后两种静止补偿器都是可控电抗器。可控电抗器。可控电抗器。可控电抗器。静止补偿器向系

37、统供应感性无功功率的容量取决于它的电容静止补偿器向系统供应感性无功功率的容量取决于它的电容静止补偿器向系统供应感性无功功率的容量取决于它的电容静止补偿器向系统供应感性无功功率的容量取决于它的电容器支路，从系统吸取感性无功功率的容量则取决于它的电抗器支路，从系统吸取感性无功功率的容量则取决于它的电抗器支路，从系统吸取感性无功功率的容量则取决于它的电抗器支路，从系统吸取感性无功功率的容量则取决于它的电抗器支路。器支路。器支路。器支路。3、静止补偿器的特点、静止补偿器的特点（1 1）能快速平滑地调节无功功率，以满足无功功率的要求。）能快速平滑地调节无功功率，以满足无功功率的要求。）能快速平滑地调节无

38、功功率，以满足无功功率的要求。）能快速平滑地调节无功功率，以满足无功功率的要求。这样就克服了静电电容器作为无功补偿装置只能作为这样就克服了静电电容器作为无功补偿装置只能作为这样就克服了静电电容器作为无功补偿装置只能作为这样就克服了静电电容器作为无功补偿装置只能作为无功电源而不能作为无功负荷、调节不连续的缺点。无功电源而不能作为无功负荷、调节不连续的缺点。无功电源而不能作为无功负荷、调节不连续的缺点。无功电源而不能作为无功负荷、调节不连续的缺点。（2 2）与同步调相机相比较，静止补偿器运行维护简单、功）与同步调相机相比较，静止补偿器运行维护简单、功）与同步调相机相比较，静止补偿器运行维护简单、功

39、）与同步调相机相比较，静止补偿器运行维护简单、功率损耗较小，响应时间较短，能做到分相补偿以适应不率损耗较小，响应时间较短，能做到分相补偿以适应不率损耗较小，响应时间较短，能做到分相补偿以适应不率损耗较小，响应时间较短，能做到分相补偿以适应不平衡的负荷变化，对于冲击性负荷也有较强的适应性。平衡的负荷变化，对于冲击性负荷也有较强的适应性。平衡的负荷变化，对于冲击性负荷也有较强的适应性。平衡的负荷变化，对于冲击性负荷也有较强的适应性。2020世纪世纪世纪世纪7070年代以来，在电力系统中应用越来越广泛。年代以来，在电力系统中应用越来越广泛。年代以来，在电力系统中应用越来越广泛。年代以来，在电力系统中

40、应用越来越广泛。五、静止无功发生器五、静止无功发生器五、静止无功发生器五、静止无功发生器 使用使用使用使用大功率可关断晶闸管大功率可关断晶闸管大功率可关断晶闸管大功率可关断晶闸管(GTO)(GTO)器件器件器件器件代替普通的晶闸管构成的代替普通的晶闸管构成的代替普通的晶闸管构成的代替普通的晶闸管构成的无功补偿器已开始进入实用阶段。无功补偿器已开始进入实用阶段。无功补偿器已开始进入实用阶段。无功补偿器已开始进入实用阶段。这种装置称为静止补偿器这种装置称为静止补偿器这种装置称为静止补偿器这种装置称为静止补偿器(Static Compensator(Static Compensator，STATCO

41、MSTATCOM)，或称为静止无功发生器或称为静止无功发生器或称为静止无功发生器或称为静止无功发生器(SVGSVG)。图图7.5 静止无静止无功发生器原理图功发生器原理图它的主体部分是一个电压源型逆变器。它的主体部分是一个电压源型逆变器。适当控制晶闸管的通断，可以把电容上的直流适当控制晶闸管的通断，可以把电容上的直流电压转换成与电力系统电压同步的三相交流电压，电压转换成与电力系统电压同步的三相交流电压，逆变器的交流侧通过电抗器或变压器并联接入系统。逆变器的交流侧通过电抗器或变压器并联接入系统。适当控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变适当控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变静止无功发生器的运

42、行工况，使其处于容性负荷、静止无功发生器的运行工况，使其处于容性负荷、感性负荷或零负荷状态。感性负荷或零负荷状态。静止无功发生器的特点：静止无功发生器的特点：(1)STATCOM(1)STATCOM输出的无功电流与电压无关；输出的无功电流与电压无关；输出的无功电流与电压无关；输出的无功电流与电压无关；当电压降低时，当电压降低时，当电压降低时，当电压降低时，SVCSVC输出的无功电流输出的无功电流输出的无功电流输出的无功电流(补偿容量补偿容量补偿容量补偿容量)减小，而减小，而减小，而减小，而STATCOMSTATCOM仍然仍然仍然仍然可以产生较大的电容性电流。可以产生较大的电容性电流。可以产生较

43、大的电容性电流。可以产生较大的电容性电流。(2)STATCOM(2)STATCOM有较大的过负荷能力；有较大的过负荷能力；有较大的过负荷能力；有较大的过负荷能力；GTOGTO的开断容量可以达的开断容量可以达的开断容量可以达的开断容量可以达120%120%180%180%稳态额定容量。稳态额定容量。稳态额定容量。稳态额定容量。(3)(3)可控性能好，其电压幅值和相位可快速调节。可控性能好，其电压幅值和相位可快速调节。可控性能好，其电压幅值和相位可快速调节。可控性能好，其电压幅值和相位可快速调节。它的端电压对外部系统的运行条件和结构变化不敏感。因此，可得到较它的端电压对外部系统的运行条件和结构变化

44、不敏感。因此，可得到较它的端电压对外部系统的运行条件和结构变化不敏感。因此，可得到较它的端电压对外部系统的运行条件和结构变化不敏感。因此，可得到较好的静态稳定性能和故障下的暂态稳定性能。由于好的静态稳定性能和故障下的暂态稳定性能。由于好的静态稳定性能和故障下的暂态稳定性能。由于好的静态稳定性能和故障下的暂态稳定性能。由于STATCOMSTATCOM中电容器容中电容器容中电容器容中电容器容量较小，在电网内普遍使用也不会产生低频谐振。量较小，在电网内普遍使用也不会产生低频谐振。量较小，在电网内普遍使用也不会产生低频谐振。量较小，在电网内普遍使用也不会产生低频谐振。(4)STATCOM(4)STAT

45、COM的谐波含量可以比同容量的谐波含量可以比同容量的谐波含量可以比同容量的谐波含量可以比同容量SVCSVC的低。的低。的低。的低。因为因为因为因为STATCOMSTATCOM可由多逆变桥串并联连接，并通过曲折绕组变压器进行叠可由多逆变桥串并联连接，并通过曲折绕组变压器进行叠可由多逆变桥串并联连接，并通过曲折绕组变压器进行叠可由多逆变桥串并联连接，并通过曲折绕组变压器进行叠加后，可得到较理想的正弦电压和电流波形。加后，可得到较理想的正弦电压和电流波形。加后，可得到较理想的正弦电压和电流波形。加后，可得到较理想的正弦电压和电流波形。本节小结电力系统的无功电源：电力系统的无功电源：发电机发电机同步调

46、相机同步调相机静电电容器静电电容器静止无功补偿装置静止无功补偿装置静止无功发生器静止无功发生器无功补偿装置无功补偿装置无功补偿装置无功补偿装置第三节第三节 电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施学习目的：学习目的：学习目的：学习目的：掌握电力系统常用的调压方法有哪几种？掌握电力系统常用的调压方法有哪几种？掌握电力系统常用的调压方法有哪几种？掌握电力系统常用的调压方法有哪几种？几种调压方法各有何特点？几种调压方法各有何特点？几种调压方法各有何特点？几种调压方法各有何特点？7.6 电力系统电压调节方法电力系统电压调节方法电力系统通常采用的调压方法有：电力系统通常采用的调压方法有：电力系统通常

47、采用的调压方法有：电力系统通常采用的调压方法有：(1)(1)调节发电机的励磁电流，从而改变发电机的端电压；调节发电机的励磁电流，从而改变发电机的端电压；调节发电机的励磁电流，从而改变发电机的端电压；调节发电机的励磁电流，从而改变发电机的端电压；(2)(2)调整分接头来改变升降压变压器的电压比；调整分接头来改变升降压变压器的电压比；调整分接头来改变升降压变压器的电压比；调整分接头来改变升降压变压器的电压比；(3)(3)改变系统中无功功率电源的出力；改变系统中无功功率电源的出力；改变系统中无功功率电源的出力；改变系统中无功功率电源的出力；(4)(4)改变网络参数。改变网络参数。改变网络参数。改变网

48、络参数。电力系统中电压调整必须根据具体的调压要求，在不同的电力系统中电压调整必须根据具体的调压要求，在不同的电力系统中电压调整必须根据具体的调压要求，在不同的电力系统中电压调整必须根据具体的调压要求，在不同的地点可采用不同的调压方法。地点可采用不同的调压方法。地点可采用不同的调压方法。地点可采用不同的调压方法。一、发电机调压一、发电机调压优点：优点：优点：优点：在各种调压手段中，改变发电机励磁电流进行电压调整，在各种调压手段中，改变发电机励磁电流进行电压调整，在各种调压手段中，改变发电机励磁电流进行电压调整，在各种调压手段中，改变发电机励磁电流进行电压调整，不需增加额外的设备，不需增加额外的设

49、备，不需增加额外的设备，不需增加额外的设备，是一种最经济合理、最直接的调压是一种最经济合理、最直接的调压是一种最经济合理、最直接的调压是一种最经济合理、最直接的调压手段，在考虑调压时应优先考虑。手段，在考虑调压时应优先考虑。手段，在考虑调压时应优先考虑。手段，在考虑调压时应优先考虑。1 1、在有发电机电压母线的中小容量发电厂中：、在有发电机电压母线的中小容量发电厂中：、在有发电机电压母线的中小容量发电厂中：、在有发电机电压母线的中小容量发电厂中：发电机不经升压直接以直配线向地方用户供电时，如果供电发电机不经升压直接以直配线向地方用户供电时，如果供电发电机不经升压直接以直配线向地方用户供电时，如

50、果供电发电机不经升压直接以直配线向地方用户供电时，如果供电线路较短，线路上电压损耗不大，则可采取改变发电机端线路较短，线路上电压损耗不大，则可采取改变发电机端线路较短，线路上电压损耗不大，则可采取改变发电机端线路较短，线路上电压损耗不大，则可采取改变发电机端电压的方式来满足负荷点的电压质量要求。电压的方式来满足负荷点的电压质量要求。电压的方式来满足负荷点的电压质量要求。电压的方式来满足负荷点的电压质量要求。发电机发电机负荷负荷2 2、当发电机经多次升降压向负荷供电时：、当发电机经多次升降压向负荷供电时：、当发电机经多次升降压向负荷供电时：、当发电机经多次升降压向负荷供电时：在最大负荷时，由电源