电力系统中的无功功率电源.ppt

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1、摘要:电力系统的无功电源向系统发出滞后的无功功率，一般系统中有以下几类无功电源，一是同步发电机以及过激运行的同步电动机；二是无功补偿电源包括电容器、静止无功补偿器和同步调相机；三是110kV及以上电压线路的.电力系统的无功电源向系统发出滞后的无功功率，一般系统中有以下几类无功电源，一是同步发电机以及过激运行的同步电动机；二是无功补偿电源包括电容器、静止无功补偿器和同步调相机；三是110kV及以上电压线路的充电功率。1）同步发电机发电机既是唯一的有功功率电源，同时也是最基本的无功功率电源。发电机发出的无功功率一般为有功功率的40-60%。同步发电机允许运行范围如图2-10所示，发电机只有运行在额

2、定状态（即额定电压、电流和功率因数）下的N点才能发出额定的无功功率，其容量才可得到充分的利用。当系统中有功功率备用充足时，可使靠近负荷中心的发电机降低有功功率，多发无功功率，以提高系统运行的电压水平。大型发电机受制造上的限制，额定功率因数随容量的增大而增高，因而额定无功功率相对下降，如表1所示，式中，SGN为发电机的额定容量，MVA；PGN为发电机的额定有功功率，MW；QGN为发电机的额定无功功率，Mvar。2）同步调相机同步调相机是系统中的无功功率电源，实质上，它是专用的空载运行的大容量同步电机，同步调相机运行时，由电网供给的有功功率约为其额定容量的1.5-3%，功率因数欠励磁运行（相位超前

3、），无功功率为负，同步调相机输出超前的无功功率或吸收滞后的无功功率，相当于电抗器。起无功负荷作用，欠励磁运行时的容量为过励磁运行时容量的5065。欠励磁的极限为励磁电流为零，此时，达到极限值。同步调相机一般装设有自动电压调节器，根据电压的变化可自动调节励磁电流，以达到改变输出无功功率的作用，使节点电压的允许的范围内。调相机的优点是，它不仅能输出无功功率，还能吸收无功功率，具有良好的电压调节特性，对提高系统运行性能和稳定性有一定的作用。但调相机是旋转机械，运行维护不方便，投资费用与其容量有关，容量越小，投资费用越大，因此同步调相机适宜于大容量集中使用。3）静电电容器电容器一般采用并联形式接入电网

4、，并联电容器广泛应用于改善负荷的功率因数，是电力系统中一种重要的无功功率电源。由于单台容量有限，使用时可将电容器连接成若干组，按需要成组地投入或切除。其单位容量的投资费用较小，运行时有功功率损耗也较小，约为额定容量的0.30.5。当节点电压下降时，它向系统供给的无功功率也将下降。而当系统发生故障或其它原因导致电压降低时，电容器向系统供给的无功功率反而减少，从而导致电压继续下降。这是电容器在调节性能上的缺点。并联电容器输出的电流与无功功率为4）静止补偿器静止补偿器由电容器组与可调电抗器组成，是一种动态无功补偿装置，既可向系统供给无功功率，也可以从系统吸取无功功率。静止补偿器的全称为静止无功补偿器

5、（SVC），有各种不同型式。目前常用的有晶闸管控制电抗器固定电容器型（TCR-FC型）、晶闸管开关电容器型（TSC）和饱和电抗器型（SR型）。电压变化时，静止补偿器能快速地、平滑地调节无功功率，以满足动态无功补偿的需要。它由静止元件组成，运行维护方便，并且有功损耗较小（低于1）。TSC型补偿器是用可控硅投切的电容器组构成的（ThyristorSwitchedCapacitor）用可控硅开关代替机械类开关，接线如图2（b）所示。SR型补偿器是用直流电流控制的饱和电抗器（）与固定电容器的并联组合。这类补偿器是用直流控制的饱和电抗器与固定电容器的并联组合，这类补偿器是用改变励磁电流来调节电抗值，从而达到调整输出无功功率的目的。接线如图如图2（c）所示。静止 电机维修 电机修理 jkl无功补偿器的优点是调节速度快，响应时间小，损耗小，无旋转部分，可靠性高，比调相机价格低25-30%，缺点是具有负的电压调节效应。为克服这一缺点，采取新型的有源静止无功补偿器。5）高压输电线路的充电功率如前所述，高压及超高压线路是一种数量可观的无功功率电源，其充电功率与线路电压的平方成正比，电力线路中的无功功率包