電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整課件

第六章電力系統(tǒng)的電壓質(zhì)量控制—電壓調(diào)整

本章主要介紹電力系統(tǒng)各元件的無功功率--電壓特性，無功功率平衡，以及各種調(diào)壓措施的原理及應用。電壓偏移過大對電力系統(tǒng)本身以及用電設備會帶來不良的影響。（1）效率下降，經(jīng)濟性變差。（2）電壓過高，照明設備壽命下降，影響絕緣。（3）電壓過低，電機發(fā)熱。（4）系統(tǒng)電壓崩潰不可能使所有節(jié)點電壓都保持為額定值。

電力系統(tǒng)一般規(guī)定一個電壓偏移的最大允許范圍.

一、電壓調(diào)整的必要性35kV及以上電壓供電負荷:±5%10kV及以下電壓供電負荷:±7%低壓照明負荷:+5%~-10%農(nóng)村電網(wǎng):+7.5%~-10%我國規(guī)定的允許電壓偏移

當P為一定值時，得應該力求實現(xiàn)在額定電壓下的系統(tǒng)無功功率平衡。

圖6-2無功平衡與電壓水平

負荷無功發(fā)電機無功三、無功功率電源電力系統(tǒng)的無功功率電源有發(fā)電機、同步調(diào)相機、靜電電容器及靜止補償器，后三種裝置又稱為無功補償裝置。1.發(fā)電機發(fā)電機在額定狀態(tài)下運行時，可發(fā)出無功功率：缺點：同步調(diào)相機是旋轉(zhuǎn)機械，運行維護比較復雜；有功功率損耗較大，在滿負荷時約為額定容量的(1.5~5)%，容量越小，百分值越大；小容量的調(diào)相機每kVA容量的投資費用也較大。故同步調(diào)相機宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設。同步調(diào)相機常安裝在樞紐變電所。靜電電容器可按三角形和星形接法連接在變電所母線上。它供給的無功功率QC值與所在節(jié)點電壓的平方成正比，即

缺點：電容器的無功功率調(diào)節(jié)性能比較差。優(yōu)點：靜電電容器的裝設容量可大可小，既可集中使用，又可以分散安裝。且電容器每單位容量的投資費用較小，運行時功率損耗亦較小，維護也較方便。QC=V2/XC3.靜電電容器靜止補償器由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就能夠平滑地改變輸出（或吸收）的無功功率。4.靜止補償器四、無功功率平衡電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無功電源可以發(fā)出的無功功率應該大于或至少等于負荷所需的無功功率和網(wǎng)絡中的無功損耗。

Qres>0表示系統(tǒng)中無功功率可以平衡且有適量的備用；Qres<0表示系統(tǒng)中無功功率不足，應考慮加設無功補償裝置。五、電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整1．造成電壓偏移的原因（1）設備及線路壓降（2）負荷波動（3）運行方式改變（4）無功不足或過剩

一、電力系統(tǒng)電壓偏移的原因及影響2．電壓偏移的影響

（1）電壓偏移，效率下降，經(jīng)濟性變差。（2）電壓過高，照明設備壽命下降，影響絕緣。（3）電壓過低，電機發(fā)熱。（4）系統(tǒng)電壓崩潰。六、中樞點的電壓管理電壓中樞點：指那些能夠反映和控制整個系統(tǒng)電壓水平的節(jié)點（母線）。

1．電壓中樞點的選擇（1）大型發(fā)電廠的高壓母線；（2）樞紐變電所的二次母線；（3）有大量地方性負荷的發(fā)電廠母線。

一般可選擇下列母線作為電壓中樞點：圖6-7電力系統(tǒng)的電壓中樞點

例：中樞點中樞點3．中樞點電壓調(diào)整的方式

中樞點電壓調(diào)整方式一般分為三類：逆調(diào)壓、順調(diào)壓和常調(diào)壓。

(1)逆調(diào)壓：指在電壓允許偏移范圍內(nèi)，供電電壓的調(diào)整使在電網(wǎng)高峰負荷時的電壓值高于電網(wǎng)低谷負荷時的電壓值。最大負荷時升高電壓，但不超過線路額定電壓的105%，即1.05VN；最小負荷時降低電壓，但不低于線路的額定電壓，即1.0VN。適用于：中樞點至各負荷點的線路較長，各負荷變化規(guī)律大致相同、且變化幅度較大的情況。在電力系統(tǒng)中選定某些樞紐點作為電壓監(jiān)視點，以監(jiān)視全系統(tǒng)的電壓，這些監(jiān)視點就是電壓中樞點。一般地區(qū)負荷較大的發(fā)電廠和中樞變電站的母線常選定為電壓中樞點?？紤]到高峰負荷時供電線路上電壓損耗大，將中樞點電壓適當升高以抵消部分甚至全部損耗的電壓損耗的增大；低谷負荷時供電線路上電壓損耗小，將中樞點電壓適當降低以補償部分甚至全部電壓損耗的減少，有可能滿足負荷對電壓質(zhì)量的要求，這種調(diào)壓方式叫逆調(diào)壓。對于供電線路長，負荷變動大的中樞點往往采用這種調(diào)壓方式。順調(diào)壓就是高峰負荷時允許中樞點電壓略低；低谷負荷時，允許中樞點電壓略高。對供電線路不長，負荷變動不大的中樞點，常采用這種調(diào)壓方式。在任何情況下都保持中樞點電壓為一基本不變的數(shù)值叫常調(diào)壓方式。以10kV母線為例逆調(diào)壓：最大負荷時要求母線電壓為10.5kV（1.05Un)，最小負荷時要求母線電壓為10kV（1.0Un)恒調(diào)壓：最大負荷及最小負荷要求母線電壓＝常數(shù)（常數(shù)為10.5kV（1.05Un)左右）順調(diào)壓：最大負荷時要求母線電壓不低于10.25kV（1.025Un)，最小負荷時要求母線電壓不高于10.75kV（1.075Un)。要達到逆調(diào)壓通常需要裝設有載調(diào)壓變壓器或者同步調(diào)相機等貴重調(diào)壓設備。要達到恒調(diào)壓通常需要通過選擇變壓器分接頭和裝設電力電容器。通過選擇變壓器分接頭通常能達到順調(diào)壓的要求。七、電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整1．電壓調(diào)整的基本原理

圖5-20電壓調(diào)整原理圖

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