第6章电力系统无功功率平衡与电压调整

1/29第6章电力系统无功功率平衡与电压调整•电压偏移•无功平衡•电力系统的电压调整•电力系统无功经济分配本章要点：2/296.1电压偏移6.1.1电压偏移的影响•用电设备按额定电压设计，在额定电压运行时，处于最佳状态；电压偏离较大时，技术经济指标会严重恶化。3/29寿命光通量发光效率801401201008060(%)U(%)90100110120白炽灯电压变化−5%−10%+5%光通量−15%−30%+15%发光效率−10%−20%+10%寿命————−50%4/29电流1401201008060(%)U(%)8090100110120功率因数效率电动机•异步电动机的转矩和端电压的平方成正比；•电压过低，带额定转矩负载的电动机可能停转；•重载起动的电动机可能无法起动。•电流显著增大，绕组温度升高，使绝缘老化，烧毁电机。5/29•由于线路及变压器损耗，存在电压损失，各点电压存在电压偏移；P,QU0UN6kV和110kV有功110kV无功6kV无功•允许电压偏移为：±5%；•电压与无功功率的关系比较密切。6/296.2无功功率平衡6.2.1无功平衡——分层分区、就地平衡运行电压水平：取决于无功功率平衡)()()(LGtQtQtQl无功电源—发电机、调相机、电容器、静止补偿器无功负荷—主要是异步电动机无功损耗—变压器、线路7/296.2.2无功负荷——主要为异步电动机XIXUQQQmmM22激磁损耗漏磁损耗1)异步电动机8/296.2.3无功损耗——线路和变压器1)线路)(222212UUBXIQQQBXL电抗损耗充电功率9/296.2.3无功损耗——线路和变压器2)变压器——占50%TTTTXIBUQQQ220励磁损耗漏抗损耗10/296.2.4无功电源1)发电机QPNINUdNjxIqNEOO’ABCDG励磁电流限制定子电流限制原动机功率限制并列运行稳定限制11/296.2.4无功电源2)静电电容器电压下降，输出减少，不利于调压；不能连续平滑调节无功。只发出感性无功；无旋转机械，运行维护方便；费用低；有功损耗小(0.3~0.5%)；装设容量可大可小，可集中补偿也可就地补偿；CCXVQ/212/296.2.4无功电源2)静电电容器可快速、平滑调节无功，满足动态无功补偿；与调相机比，运行维护方便；费用低；有功损耗小。13/296.2.4无功电源3)静止补偿器(SVC)可控饱和电抗器型dcwdcIacwCcLL14/296.2.4无功电源3)静止补偿器(SVC)自控饱和电抗器型CcLL15/296.2.4无功电源3)静止补偿器(SVC)晶闸管控制电抗器型CcLL16/296.2.4无功电源3)静止补偿器(SVC)晶闸管控制电抗器和晶闸管投切电容器组合型CcLL'C17/296.3电力系统的电压调整6.3.1电压偏移35kV及以上供电电压正、负偏移的绝对值之和不大于10％；同方向偏移，最大值不超过10％。10kV及以下允许偏移为±7％。220V单相供电电压偏移为＋7％和－10％。NN(%)UUUU1)电压偏移18/29负荷大小的变化。随不同季节、昼夜的各个时段而变化。大设备、发电机因检修或故障退出。电力系统接线变化。2)用户端电压偏移的原因19/296.3.2电压管理1)中枢点和监测点电压中枢点：电力系统中重要的电压支撑节点。电压监测点：监测电力系统电压值和考核电压质量的节点中枢点一定监测，监测点不一定是中枢点。20/296.3.2电压管理2)电压中枢点设置原则区域性水、火电厂的高压母线分区选择母线短路容量较大的220kV变电所母线有大量地方负荷的发电厂母线21/296.3.3电压调整方式1)顺调压—供电线路不长，负荷变动不大小负荷大负荷Ut1.075VN1.025VN22/296.3.3电压调整方式2)逆调压－供电线路较长、负荷变动较大Ut1.05VNVN小负荷大负荷23/296.3.3电压调整方式3)恒调压—介于“逆调压”和“顺调压”之间tU1.02~1.05VN小负荷大负荷24/296.3.4电压调整方法发电机调压：改变励磁电流改变变压器变比调压利用无功功率补偿调压：电容器/调相机/静止补偿器改变输电线路的参数调压：串联补偿25/296.3.5合理使用调压方法无功不足，增加无功电源，优先采用电容器或静止补偿器。采用变压器调压只能改善局部地区的电压，造成无功进一步不平衡，引起电压崩溃。无功分配不合理，采用变压器调压。26/29调压绕组切换装置出线kakbk1k2低压绕组高压绕组有载调压变压器原理27/29(1)目标函数——网损最小),,,,,,,(2121nnLQQQPPPfP(2)等式约束条件(3)不等式约束条件maxminiiiUUU011LniliniGiQQQmaxminGiGiGiQQQ6.4电力系统无功功率经济分配只有平衡节点有功变化28/29(4)多元函数的条件极值——用拉格朗日乘法拉格朗日方程：)(λ11LniliniGiLQQQPLGiLGiLQQQP11λ无功网损微增率29/29思考题6-1．电力系统的无功电源有哪些？各自的特点？6-2．有哪几种电压调整方法？各自的特点？6-3．有哪几种电压调整方式？各自的应用范围？6-4．变压器的分接头一般设在那个绕组？为什么？6-5．为什么无功需要就地平衡，不宜远距离传输？6-6．无功不足、无功发布不合理引起的电压偏移分别如何调压？