電力系統(tǒng)分析基礎(chǔ)-第6章

1、erysis（6 erysis（6 章第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)電能質(zhì)量的指標(biāo)有三第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)電能質(zhì)量的指標(biāo)有三電壓是衡量電能質(zhì)量的一個重要指第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)端電壓高于額定電壓5%時(shí)發(fā)光效率增加減少一半將第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)異步電能轉(zhuǎn)矩與端壓的平方成正比第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)異步電能轉(zhuǎn)矩與端壓的平方成正比可電壓過低將導(dǎo)致電流顯著大，繞組溫度上升，加速緣老化，甚至使第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)調(diào)壓和調(diào)頻比頻率調(diào)整和電壓調(diào)整的相同和不同第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)調(diào)壓和調(diào)頻比頻率調(diào)整和電壓調(diào)整的

2、相同和不同多樣（有多種無功電源整原調(diào)第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)無功分布與電壓之間的關(guān)有功損耗U QXU電壓降受無功功率的影響較大從第6章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)無功分布與電壓之間的關(guān)有功損耗U QXU電壓降受無功功率的影響較大從6.1 電力系統(tǒng)無功功率平在任何時(shí)候，都必須滿足無功平衡，即無6.1 電力系統(tǒng)無功功率平在任何時(shí)候，都必須滿足無功平衡，即無功電源總出力無功負(fù)荷無功網(wǎng)損和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對無功功率的需求電壓就會偏離額定值6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)中的無功負(fù)荷和無功損耗主要涉及異步、變壓器以及輸電電路的6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)中的無功負(fù)荷和無功損耗主要涉及異

3、步、變壓器以及輸電電路的電異步 U 電壓下降,增大,I2XmX6-圖m6.1 電力系統(tǒng)無功功率平的無功-電壓特異步受載系數(shù):實(shí)際負(fù)載和額定負(fù)載之比電的圖6 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平的無功-電壓特異步受載系數(shù):實(shí)際負(fù)載和額定負(fù)載之比電的圖6 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平綜合無功負(fù)荷-電壓特6.1 電力系統(tǒng)無功功率平綜合無功負(fù)荷-電壓特的6.1 電力系統(tǒng)無功功率平變壓器的無功功率損 S2U2BX0TTTU22I % 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平變壓器的無功功率損 S2U2BX0TTTU22I % 流I %=2.5，短路電壓3%6.1 電力系統(tǒng)無功功率平輸電線路的無功功率損U21B(UU2B1226-

4、線路 P2 Q2 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平輸電線路的無功功率損U21B(UU2B1226-線路 P2 Q2 UUX 2 11BU2V1般情況下V及以下系統(tǒng)消耗無功功率06.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)中的無功電源包括發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)靜電電容器補(bǔ)償裝6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)中的無功電源包括發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)靜電電容器補(bǔ)償裝置發(fā)電補(bǔ)償器，后三種裝置又稱為無SGN sinNPGN6.1 電力系統(tǒng)無功功率平發(fā)電64發(fā)電機(jī)的Q圖6.1 電力系統(tǒng)無功功率平發(fā)電64發(fā)電機(jī)的Q圖6.1 電力系統(tǒng)無功功率平發(fā)電發(fā)電機(jī)只有在額定電壓、額定電流和額定功率因數(shù)（6.1 電力系統(tǒng)無功功率平發(fā)電發(fā)電機(jī)只有

5、在額定電壓、額定電流和額定功率因數(shù)（6.1 電力系統(tǒng)無功功率平同步調(diào)相。在欠勵磁運(yùn)行時(shí)（50%65%）)，它從系統(tǒng)吸取感性無功功率而起無它能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸取6.1 電力系統(tǒng)無功功率平同步調(diào)相。在欠勵磁運(yùn)行時(shí)（50%65%）)，它從系統(tǒng)吸取感性無功功率而起無它能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸取6.1 電力系統(tǒng)無功功率平同步調(diào)相機(jī)的缺6.1 電力系統(tǒng)無功功率平同步調(diào)相機(jī)的缺6.1 電力系統(tǒng)無功功率平靜電電容 QC=U 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平靜電電容 QC=U 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平補(bǔ)償輸出（或吸收）6.1 電力系統(tǒng)無功功率平補(bǔ)償輸出（或吸收）6.1 電力

6、系統(tǒng)無功功率平補(bǔ)償6-償?shù)?c)6.1 電力系統(tǒng)無功功率平補(bǔ)償6-償?shù)?c)6.1 電力系統(tǒng)無功功率平補(bǔ)償6.1 電力系統(tǒng)無功功率平補(bǔ)償6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無電源可以發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗。6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無電源可以發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗。Qres0表示系統(tǒng)中無功可以平衡且有適量的備用Qres0表示系統(tǒng)中無裝置，應(yīng)考慮加設(shè)無功補(bǔ)6.1 電力系統(tǒng)無功功率平從改善電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)絡(luò)損耗考慮，應(yīng)盡量避6.1 電力系

7、統(tǒng)無功功率平從改善電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)絡(luò)損耗考慮，應(yīng)盡量避電網(wǎng)元件大量輸送無功功分地區(qū)分電壓等級地進(jìn)行無功功率的就地平衡根據(jù)無功平衡的需要，需增添必要的無功補(bǔ)償裝并按無功就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量的分配6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)的無功功率平衡應(yīng)分別按正常運(yùn)行時(shí)的和最小負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。6.1 電力系統(tǒng)無功功率平電力系統(tǒng)的無功功率平衡應(yīng)分別按正常運(yùn)行時(shí)的和最小負(fù)荷進(jìn)行計(jì)算。 經(jīng)過無功功率平衡計(jì)算發(fā)現(xiàn)功功時(shí)，可以采取的措施有6.1 電力系統(tǒng)無功功率平例:6-圖圖6.1 電力系統(tǒng)無功功率平例:6-圖圖6.1 電力系統(tǒng)無功功率平XIcos EXIsin EVEV XV QVI6.1 電力系統(tǒng)無功功率平

8、XIcos EXIsin EVEV XV QVIsin XXP為定EV 2VP2 QXX6.1 電力系統(tǒng)無功功率平EV2VP2 QXX圖7 6.1 電力系統(tǒng)無功功率平EV2VP2 QXX圖7 6.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分包括無功電源的最優(yōu)分布和無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)必須提高負(fù)6.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分包括無功電源的最優(yōu)分布和無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)必須提高負(fù)荷的自然功率因?qū)τ诋惒剑?m (0PN 異步慮用同步負(fù)荷率越低，功率因數(shù)越低；有時(shí)可代替異步將負(fù)荷的自然功率因數(shù)提高后，才考慮采用補(bǔ)償備6.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)Qn26.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)Qn26.2電力系

9、統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分無功經(jīng)濟(jì)分配的數(shù)學(xué)表約束條件miQLD QUm6.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分無功經(jīng)濟(jì)分配的數(shù)學(xué)表約束條件miQLD QUm目標(biāo)函目標(biāo)函數(shù)P最小Qn26.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分用日乘數(shù)法構(gòu)日函mLP QLD )i分別對QGi和06.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分用日乘數(shù)法構(gòu)日函mLP QLD )i分別對QGi和0 (1Q ),m)L Q)i16.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分無功功率經(jīng)濟(jì)分配的條16.2電力系統(tǒng)無功功率的最優(yōu)分無功功率經(jīng)濟(jì)分配的條16.3.1 電壓偏移過大對電力系統(tǒng)本身以及用電設(shè)備的影電力般規(guī)定一個電壓偏6.3.1 電壓偏移過大對電力系統(tǒng)本身以及用電設(shè)備的影電力般規(guī)

10、定一個電壓偏移的最大允許范圍68圖68圖造成電壓偏移的原現(xiàn)電造成電壓偏移的原現(xiàn)電我國規(guī)定的允許電壓偏35kV及以上電壓供電負(fù)荷10kV及以下電壓供電負(fù)荷+5%-+7.5%-不我國規(guī)定的允許電壓偏35kV及以上電壓供電負(fù)荷10kV及以下電壓供電負(fù)荷+5%-+7.5%-不可能控制所有的節(jié)點(diǎn)電壓，選定某些有代表性的點(diǎn)中樞6.3.2 一般可選擇下列母線作為電壓中樞6.3.2 一般可選擇下列母線作為電壓中樞6-圖6-圖中樞點(diǎn)電壓和負(fù)荷電壓的關(guān)中樞點(diǎn)i的電壓滿足i圖6-中樞點(diǎn)電壓和負(fù)荷電壓的關(guān)中樞點(diǎn)i的電壓滿足i圖6-中樞點(diǎn)電壓和負(fù)荷電壓的關(guān)中樞點(diǎn)i的最低電壓Vimin等于在地區(qū)負(fù)荷最大時(shí)某用戶許的最低電

11、中樞點(diǎn)電壓和負(fù)荷電壓的關(guān)中樞點(diǎn)i的最低電壓Vimin等于在地區(qū)負(fù)荷最大時(shí)某用戶許的最低電壓Vmin加上到中樞點(diǎn)的電壓損耗VmaxVViVVi點(diǎn)負(fù)荷時(shí)， 樞點(diǎn)電壓只滿足0點(diǎn)負(fù)荷時(shí)， 樞點(diǎn)電壓只滿足0 (0.95(0.998Vi (0.95 1.05)VN 0.10VN 只滿足j節(jié)點(diǎn)負(fù)荷時(shí)，中樞點(diǎn)電壓VO Vj (0.95(0.96只滿足j節(jié)點(diǎn)負(fù)荷時(shí)，中樞點(diǎn)電壓VO Vj (0.95(0.961624h VO Vi (0.95(0.98同時(shí)考慮i、j兩個負(fù)荷對O0O。中樞點(diǎn)(a)中樞點(diǎn)O到i及j樞點(diǎn)O到i及j變電所的電壓損耗相差較大時(shí)的電 中樞點(diǎn)(a)中樞點(diǎn)O到i及j樞點(diǎn)O到i及j變電所的電壓損耗

12、相差較大時(shí)的電 中樞點(diǎn)電壓調(diào)整的方式一般分為三類：逆調(diào)壓調(diào)壓和常調(diào)逆調(diào)中樞點(diǎn)電壓調(diào)整的方式一般分為三類：逆調(diào)壓調(diào)壓和常調(diào)逆調(diào)1.0VN順調(diào)即常調(diào)(1.021.05)VN，不隨負(fù)順調(diào)即常調(diào)(1.021.05)VN，不隨負(fù)荷變化來調(diào)整中樞點(diǎn)的電壓6.3.3 電壓調(diào)整的基本原圖6 圖QX V)/V(V kki22VN6.3.3 電壓調(diào)整的基本原圖6 圖QX V)/V(V kki22VNQX V Vk2電壓調(diào)整的措iVN（1）V（2）器的變比k ；（3）改變功率分布QX V Vk2電壓調(diào)整的措iVN（1）V（2）器的變比k ；（3）改變功率分布Q（主要是Q），損耗（4）改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)X（主要是X），改V

13、改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)直接供電的小型電力網(wǎng)。在6圖改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)直接供電的小型電力網(wǎng)。在6圖改變變壓器分接頭調(diào)改變變 （1）器的變比實(shí)際就根要求適選VT V V 21T改變變壓器分接頭調(diào)改變變 （1）器的變比實(shí)際就根要求適選VT V V 21Tk6-圖 V V1TV2V2 (V V V21T V V1TV2V2 (V V V21T 根據(jù)個與它最接近的分接頭選取的分接頭校驗(yàn)kV2VT2（2）變變。圖6- 9 VV2V2（2）變變。圖6- 9 VV2V2（3） 有載調(diào)壓變壓有載調(diào)壓變壓器以在帶負(fù)荷的下切換分接頭而且調(diào)節(jié)范圍也般在目前我國暫定，110kV級的調(diào)壓變壓器有7個分接32.5%；（3） 有

14、載調(diào)壓變壓有載調(diào)壓變壓器以在帶負(fù)荷的下切換分接頭而且調(diào)節(jié)范圍也般在目前我國暫定，110kV級的調(diào)壓變壓器有7個分接32.5%；220kV級的有9 個分接頭V20%采用有載調(diào)壓變壓器時(shí)，可以根據(jù)最大負(fù)荷算得的ax值和最小負(fù)荷算得的分別選擇各自tt適的分接頭。這樣就能縮小次級電壓的變化幅度，甚至改壓變化三繞組變壓器高壓側(cè)和中壓側(cè)都有分接頭，低沒有。三繞組變壓器可看作兩個雙繞組變壓器三繞組變壓器高壓側(cè)和中壓側(cè)都有分接頭，低沒有。三繞組變壓器可看作兩個雙繞組變壓器高、中壓側(cè)確定中壓繞組的分接頭（根據(jù)中壓側(cè)要求）。注意圖因注意圖因利用無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)一、利用并聯(lián)補(bǔ)償供電點(diǎn)電壓V1和負(fù)荷功率j已給定，線路電

15、容和變壓器的勵磁功率略去不。且不計(jì)壓降的橫分。6圖利用無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)一、利用并聯(lián)補(bǔ)償供電點(diǎn)電壓V1和負(fù)荷功率j已給定，線路電容和變壓器的勵磁功率略去不。且不計(jì)壓降的橫分。6圖如果補(bǔ)償前后VV PRQX c)V 如果補(bǔ)償前后VV PRQX c)V c)V V PR2V)PRQX PRQX Qc2XVV2項(xiàng)V Qc2XkVV2c2ck V)PRQX PRQX Qc2XVV2項(xiàng)V Qc2XkVV2c2ck VQ 2c(kVV )V Xc2Xkk VQ 2c(kVV )V Xc2Xk由此可見:k VQ 2c(kVV )V Xc2Xk由此可見:補(bǔ)償容量與調(diào)壓要求和降壓變壓器變比選擇變比k的選擇原則在滿足

16、調(diào)壓的要求下，使無功補(bǔ)償容量為最小。無功補(bǔ)償設(shè)備的性能不同，選擇變比的條件也。1. ，。首先調(diào)況變壓器的分接頭VVVm2V2VVt(據(jù)此選擇分接頭)k（確定變比V in荷下低 1. ，。首先調(diào)況變壓器的分接頭VVVm2V2VVt(據(jù)此選擇分接頭)k（確定變比V in荷下低 母線歸算到 其次，按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求VVQ Vk2c Xc2ck然后，根據(jù)算得的補(bǔ)償容量，從產(chǎn)品目錄中設(shè)備其次，按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求VVQ Vk2c Xc2ck然后，根據(jù)算得的補(bǔ)償容量，從產(chǎn)品目錄中設(shè)備2. 首先確定變比V2Qkc2cXk2 kc2cXk2. 首先確定變比V2Qkc2cXk2 kc2cXk V(inV2max mVVk 電壓V2 V(inV2max mVVk 電壓V2V22c2cVk2Qkc2cXk在高壓電力網(wǎng)中，電抗遠(yuǎn)大于電阻，V 中無功率引起的QX/V分量就占很大在高壓電力網(wǎng)中，電抗遠(yuǎn)大于電阻，V 中無功率引起的QX/V分量就占很大的。在這種情況下，減少輸送無功功率可以產(chǎn)生比較顯著的調(diào)壓效果。反之，對截面不大的線路和 P1RQ1(X XC 聯(lián)了容抗X C P1RQ1(X XC 聯(lián)了容抗X CV P1RQ1V Q1XC /V1(VVCV Q1XC /V1(V