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

本章内容4.1 电力系统电压控制的意义 4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系

4.3 电力系统电压控制的措施4.4 电力系统电压的综合控制

4.5 电力系统无功功率电源的最优控制

第1节 电力系统电压控制的意义

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

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

4.1 电力系统电压控制的意义电压是衡量电能质量的一个重要指标。质量合格的电压应该在供电电压偏移、 电压波动与闪变、高次谐波和三相不对 称程度(负序电压系数)这四个方面都能 满足有关国家标准规定的要求

4.1 电力系统电压控制的意义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。 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。

3.电动机的启动过程将大为增加，启动过程温度过高。

4.1 电力系统电压控制的意义严格保证电压在额定水平下工作，也没

有必要，允许的电压偏移：35kV及以上： ±5%

10kV以下：低压照明：

±7%+5%,-10%

农村电网：

±7.5%,-10%(+10%,-15%)

第2节 电力系统的无功功率 平衡与电压的关系

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系无功负荷与无功电源失去平衡时，会 引起系统电压的升高或下降

无功 功率 平衡

无功功率的平衡应本着分层、分区、 就地平衡的原则 无功电源的无功输出应能满足系统负 荷和网络损耗在额定电压下对无功功

率的需求

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系异步电动机是电力系统主要的无功负荷 无功功 率负荷 系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定

jXa

Qß =0.8 R/S

iV jXm io

ß =0.6ß =0.3 V

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系无功功 率损耗

变压器的无功损耗输电线路的无功损耗

变压器的无功损耗QLT包括励磁损耗△Q0和漏抗中的损 耗△QTQLT=△Q0+△QT=V2BT+(S/V)2XT≈

2 Vs % S Io % SN+ (VN/V)2 100 100S N

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系无功功 率损耗 变压器的无功损耗 输电线路的无功损耗

输电线路的无功损耗

△QL=△Q B =

△QL+△QB=

B 2 2 (V1 V2 ) 2 2 2 P1 Q1V12

P P 1 Q 1 2 Q2 X X 2 2 V1 V2

2

2

2

2

X

B 2 2 (V1 V2 ) 2

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系输电 线路 损耗V1 35KV及以下的架空线路 110KV及以上的架空

线路 P1+jQ1 R+jX P2+jQ2 V2 jB/2

jB/2

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系发电机

无功 功率 电源

同步调相机 静电电容器 静止无功补偿器 静止无功发生器

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系发电机 发电机是唯一 的有功功率电 源，又是最基 本的无功功率 电源 P

无功 功率 电源

D E jXdIN

C

O

A

B

Q

4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系同步调相机 同步调相机相当于空载运行的同步 发电机。在过励磁运行时，向系统供给

无功 功率 电源

无功功率，起无功电源的作用；在欠励磁运行时，它吸收感性无功功率，起无 功负荷作用。由于响应速度较慢，难以 适应动态无功控制的要求，20世纪70年 代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取

代。