电力系统电压调整和无功功率控制技术精选文档.ppt

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1、电力系统电压调整和无功功率控制技术本讲稿第一页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化2第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术第三节第三节 电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施第一节第一节 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第四节第四节 电力系统电压综合控制电力系统电压综合控制本讲稿第二页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化3第一节第一节 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电压电压-电能质量指标电能质量指标 电压

2、降低对发电机运行产生影响电压降低对发电机运行产生影响 电压降低对负荷产生影响电压降低对负荷产生影响 电压降低对系统产生影响电压降低对系统产生影响定子电流增加（保证输出功率）定子电流增加（保证输出功率）限制发出有功（定子电流受限）限制发出有功（定子电流受限）电动机（电流增加，电动机（电流增加，n)电热设备（降低发热量，照度变化）电热设备（降低发热量，照度变化）降低影响稳定性降低影响稳定性升高威胁设备绝缘升高威胁设备绝缘电压降低的影响：电压降低的影响：网损、电晕等网损、电晕等本讲稿第三页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化4我国对电压偏差的规定：我国对电压偏差的规定：10kV1

3、0kV及以下电压供电的负荷及以下电压供电的负荷35kV35kV及以上电压供电的负荷及以上电压供电的负荷低压照明负荷低压照明负荷农村电网农村电网（正常）（正常）（事故）（事故）本讲稿第四页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化5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（从整个系统看问题）（从整个系统看问题）本讲稿第五页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化6分析讨论：分析讨论：无功平衡与电压水平无功平衡与电压水平正常额定状态（电压额定）正常额定状态（电压额定）发电机发电机线路（网络）线路（网络）负荷负荷无功负荷无功负荷增加

4、：增加：（平衡的）（平衡的）新新的的平平衡衡若发电机增励磁若发电机增励磁增加增加补充补充本讲稿第六页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化7电力系统无功电力系统无功-电压静态特性电压静态特性运行点运行点 A A：可采用其他的补偿控制措施（增加电源无功电源）可采用其他的补偿控制措施（增加电源无功电源）在负荷中心地区设置：防止无功远距离传输增加在负荷中心地区设置：防止无功远距离传输增加0QU0QAC本讲稿第七页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化8电力系统的无功功率电源电力系统的无功功率电源 同步发电机同步发电机（唯一的有功电源，也是基本的无功电源）（唯一的有

5、功电源，也是基本的无功电源）发电机的发电机的P-QP-Q曲线：曲线：输出输出P P与与Q Q的关系的关系（象限）象限）4040404080800.40.40.50.50.80.8励磁限制本讲稿第八页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化9 同步调相机及同步电动机同步调相机及同步电动机同步调相机：同步调相机：特殊运行状态下的同步电动机特殊运行状态下的同步电动机不带有功负荷的同步发电机不带有功负荷的同步发电机不带机械负荷的同步发电机不带机械负荷的同步发电机过激运行：过激运行：向系统提供感性无功功率向系统提供感性无功功率欠激运行：欠激运行：从系统吸收感性无功功率从系统吸收感性无功功

6、率实现调压实现调压同步电动机：同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功过激运行时向系统提供感性无功改变励磁改变励磁 平滑改变无功平滑改变无功大小大小方向方向输出无功功率随端压的下降而增加输出无功功率随端压的下降而增加本讲稿第九页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化10 并联电容器并联电容器（吸收容性无功，即发出感性无功）（吸收容性无功，即发出感性无功）集中使用，分散使用集中使用，分散使用;分相补偿分相补偿;随时投入（切除）随时投入（切除）;不足不足:本讲稿第十页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化11 静止无功功率补偿器（静止无功功率补偿器（SVC:SV

7、C:Static VAR CompensatorStatic VAR Compensator）工作原理工作原理容性容性感性感性0 0饱和电抗器并联电容器正常正常无功负荷突增无功负荷突增UU：容性容性感性感性0用无功说明：用无功说明：系统送系统送本讲稿第十一页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化12 高压输电线路的充电功率（高压输电线路的充电功率（线路电纳作用线路电纳作用）固定的无功电源固定的无功电源下面的问题：下面的问题：怎样应用这些无功电源实现怎样应用这些无功电源实现电压调节无电压调节无功控制功控制本讲稿第十二页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化13

8、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用户电压：用户电压：可采用的电压控制方式：可采用的电压控制方式：控制和调节发电机励磁，改变控制和调节发电机励磁，改变 控制变比控制变比 改变网络参数改变网络参数 改变输送功率改变输送功率本讲稿第十三页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化14一、一、发电发电机控制机控制电压电压适用：适用：发电机直接供电的小系统，供电线路不长，发电机直接供电的小系统，供电线路不长，不大不大问题：问题：长线，多电压等级，不能满足长线，多电压等级，不能满足 要求要求与无功经济分配可能有矛盾与无功经济分配可能有矛盾是一种辅助性控制措施是一种辅

9、助性控制措施（不需要设备，经济，优先用）（不需要设备，经济，优先用）本讲稿第十四页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化15二、控制二、控制变压变压器器变变比比调压调压调整分接头调整分接头双绕组：在高压侧双绕组：在高压侧三绕组：在中、高压侧三绕组：在中、高压侧实质：实质：改变无功功率的分布（变压器不是无功电源）改变无功功率的分布（变压器不是无功电源）应用基本条件：应用基本条件：全系统无功电源充足（否则有负调压）全系统无功电源充足（否则有负调压）ex.双绕组变压器双绕组变压器6300kVA6300kVA及以下，及以下，3 3个分接头个分接头（主轴头）（主轴头）8000kVA80

10、00kVA及以下，及以下，5 5个分接头个分接头（主轴头）（主轴头）问题：问题：选用哪个分接头？选用哪个分接头？本讲稿第十五页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化16普通双绕组变，只有固定分接头（不能带负荷调）：普通双绕组变，只有固定分接头（不能带负荷调）：计算（最大最小负荷）计算（最大最小负荷）：算术平均值算术平均值实际分接头：实际分接头：选择接近值为选择接近值为 ，再用最大、最小负荷校验，再用最大、最小负荷校验 。降压变压器降压变压器归到高压侧归到高压侧归到高压侧归到高压侧本讲稿第十六页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化17三、利用无功功率三、利用

11、无功功率补偿设备调压补偿设备调压（还还可以降低可以降低电电网有功网有功损损耗）耗）作用：作用：重重负负荷荷时发时发出感性无功功率，提高出感性无功功率，提高负负荷端荷端电压电压问题：问题：补偿多少补偿多少?补偿设备补偿设备容量容量计计算：算：并并联补偿设备联补偿设备：调调相机，静止无功相机，静止无功补偿补偿器，并器，并联电联电容器容器补偿负补偿负荷的无功需求荷的无功需求简单电简单电力系力系统统不考不考虑线虑线路路对对地地电电容，容，变压变压器励磁功率器励磁功率无无补偿时补偿时（归算到高压侧）（归算到高压侧）补偿补偿 后后（归到高压侧）（归到高压侧）本讲稿第十七页，共二十八页2023/4/8电力系

12、统自动化电力系统自动化18如果补偿前后如果补偿前后 不变，（发电机出口保持不变）不变，（发电机出口保持不变）则则 变到变到 需要补偿：需要补偿：低低压侧电压压侧电压（补偿补偿后、前的后、前的实际电压实际电压）：）：有有需求需求K K、本讲稿第十八页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化19 补偿设备为电补偿设备为电容器容器组组容量的容量的计计算算重重负负荷荷时时投入投入轻负轻负荷荷时时退出退出-选择选择K K选择选择K K：用：用“最小最小负负荷荷”：归归到高到高压侧压侧的的电压电压：实际电压实际电压选选与与 靠近靠近值为值为 则则是是发发感性无功感性无功：补偿补偿前（前（归

13、归到高到高压侧压侧）：补偿补偿后（后（实际实际）确定确定 ：用：用“最大最大负负荷荷”从从产产品目品目录录中中选选合适的合适的设备设备本讲稿第十九页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化20 补偿设备为补偿设备为同步同步调调相机容量的相机容量的计计算算过过励运行：励运行：发发感性无功感性无功最大最大负负荷荷 欠励运行：欠励运行：吸收感性无功吸收感性无功最小最小负负荷荷 最佳利用率最佳利用率最大最大负负荷：荷：最小最小负负荷：荷：解出：解出：本讲稿第二十页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化21例例-忽略忽略变压变压器励磁支路器励磁支路线线路路对对他他电电容

14、容确定各端无功确定各端无功补偿设备补偿设备容量：容量：电电容器容器调调相机相机T-2T-2本讲稿第二十一页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化22解：解：最大最大负负荷荷归归到高到高压侧压侧最小最小负负荷荷归归到高到高压侧压侧P.111 选择变选择变比比 最小最小负负荷荷规规格化格化 取取110+0%110+0%抽抽头头用最大用最大负负荷荷本讲稿第二十二页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化23 选择变选择变比比规规格化格化得得 K=9.5 K=9.5调调相机容量相机容量（产产品目品目录录中中选选）最后：最后：选选定定 后校后校验验本讲稿第二十三页，共二

15、十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化24四、利用串四、利用串联电联电容器控制容器控制电压电压补偿输电线补偿输电线路中的感抗路中的感抗提高末端提高末端电压电压无无补偿补偿有有补偿补偿补偿补偿前后相同前后相同 ，可得，可得有多种（串并有多种（串并联组联组成）成）mn补偿补偿度度一般一般1-41-4有例有例题题 P.113 P.113本讲稿第二十四页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化25“串串补补”与与“并并补补”“四四”与与“三三”都可以提高都可以提高 ，减小有功，减小有功损损耗耗“串串补补”：“并并补补”：一般一般减少同一减少同一电压损电压损耗耗值值：串串联电

16、联电容器容量容器容量为为（15%25%15%25%）并）并联电联电容器容量容器容量本讲稿第二十五页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化26五、五、电电力系力系统电压统电压控制措施的比控制措施的比较较发电发电机机调压调压：不需附加不需附加设备设备有有载调压载调压：灵活方便，但系灵活方便，但系统统需无功需无功电电源充裕源充裕补偿设备补偿设备：增加无功增加无功电电源源本讲稿第二十六页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化27第四节第四节 电力系统电压综合控制电力系统电压综合控制以上措施各有以上措施各有优优缺点缺点组组合合综综合控制合控制综综合控制合控制控制点靠近

17、控制母控制点靠近控制母线线，较较好的控制效果：好的控制效果：分散控制分散控制-就地无功平衡就地无功平衡集中控制集中控制电电网无功分布、无功网无功分布、无功电电源，阻源，阻线电压设线电压设定定值值-调调度：度：本讲稿第二十七页，共二十八页2023/4/8电力系统自动化电力系统自动化28练习、思考题：练习、思考题：1 1、从发电机、电力系统、负荷三个方面说明电压控制的意义。、从发电机、电力系统、负荷三个方面说明电压控制的意义。2 2、利用负荷的无功、利用负荷的无功-电压的特性和电源的无功电压的特性和电源的无功-电压的特性，分析说明电力系统电压的特性，分析说明电力系统无功功率平衡与电压的关系？无功功率平衡与电压的关系？3 3、电力系统无功功率电源有哪些？怎样提供无功功率？、电力系统无功功率电源有哪些？怎样提供无功功率？4 4、电力系统电压控制有那些措施？、电力系统电压控制有那些措施？5 5、控制变压器变比调压是怎样实现的？有什么应用条件？、控制变压器变比调压是怎样实现的？有什么应用条件？6 6、利用无功功率补偿设备调压与利用串联电容器控制电压是怎样实、利用无功功率补偿设备调压与利用串联电容器控制电压是怎样实现的？有什么区别？现的？有什么区别？本讲稿第二十八页，共二十八页