曹娜7无功调节

1、对电压及无功进行控制的必要性？2、电压应当控制的在多少数值内？3、采取怎样方法进行无功控制，有哪些设备？怎么计算7-1:电力系统的无功功率平衡目录7-2:电压调整的基本概念7-3:电压调整的措施7-4:调压措施的应用无功功率负荷无功功率损耗无功功率平衡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7－1电力系统无功功率平衡异步电动机是电力系统主要的无功负荷系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定无功功率负荷QVß=0.8ß=0.6ß=0.3受载系数mmMXUXIQQQ22R/SioijXmVjX在电压较低时，绕组中损耗占主要地位，故Q随V降低而增大在电压较高时，励磁回路损耗占主要地位，故Q随V降低而增大增大。且V大时励磁饱和更增大Q无功功率损耗输电线路的无功损耗变压器的无功损耗TNTLSTNNTLTNNSTNTLTSSUSIUSSUUSIQQQ100%100%)(100%100%202200变压器的无功损耗QLT包括励磁损耗△Q0和漏抗中的损耗△QT变压器的无功损耗在系统的无功需求中占据很大的份额，若一台变压器I0%=1.5，US%=10.5，在满载运行时，无功消耗达额定容量的12%，从电源到用户要经过几级变压，无功消耗可达30%-４０%,甚至更高。输电线路的无功损耗△QL＝△QB＝△QL+△QB＝XUQPXUQP222222212121)(22221UUB221121PQXU2212()2BUU无功功率损耗变压器的无功损耗输电线路的无功损耗35kV及以下线路一般是消耗无功的，110kV及以上线路在重载时消耗无功，在轻载时发出无功无功功率电源发电机同步调相机静电电容器静止无功补偿器静止无功发生器无功功率电源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QBDCAPOEjXdININUNEUNjXdIN发电机功率极限图定子发热限制转子发热限制原动机出力限制进相运行稳定性限制QBDCAPOEjXdININUNEUNjXdINcoscossinUIXUPUIEXX2sincosEUUQUIXX222()EUUQPXX无功功率电源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，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。由于相应速度较慢，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同步调相机无功功率电源静电电容器静电电容器供给的无功功率Qc与所在节点的电压V的平方成正比，即Qc＝U2/Xc式中，Xc＝1/wc为静电电容器的电抗。当节点电压下降时，它供给系统的无功功率将减少。因此，当系统发生故障或由于其他原因电压下将时，电容器无功输出的减少将导致电压继续下降。换言之，电容器的无功功率调节性能比较差无功功率电源静止无功补偿器静止无功补偿器SVC由静电电容器与电抗器并联组成，SVC在我国电力系统中将得到广泛应用饱和电抗器型可控硅控制电抗器型(TCR)可控硅投切电容器型(TSC)TCR和TSC组合型其本质是靠电容器进行无功补偿，通过静止开关调节出力大小，实现动态补偿。仍有随电压下降出力下降的缺点无功功率电源静止无功发生器它是一种更为先进的静止型无功补偿装置(SVG),它的主体是电容器经电压源型逆变器接到交流系统。适当控制逆变器的输出电压相角，就可以灵活地改变SVG地运行工况，使其处于容性负荷、感性负荷或零负荷状态。与SVC比较，SVG具有相应快、运行范围宽、谐波电流含量少等优点。尤其是电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流无功功率平衡无功功率平衡的基本要求无功电源发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和系统还必须配置一定的无功备用容量尽量避免通过电网元件大量的传送无功功率，应该分地区分电压级地进行无功功率平衡一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡无功功率平衡系统无功功率平衡关系式：QGC为电源供应的无功功率之和，QL为无功负荷之和，为网络无功功率损耗之和，Qres为无功功率备用Qres0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；Qres0表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置GCLresQQQQQ无功功率平衡系统电源的总无功出力QGC包括发电机的无功功率QG∑和各种无功补偿设备的无功功率QC∑，即QGC＝Q∑G＋Q∑C总无功负荷QL按负荷的有功功率和功率因数计算。网络的总无功损耗包括变压器的无功损耗、线路电抗的无功损耗ΔQX和线路电纳的无功功率ΔQb，即TXbQQQQQTQ作业：求图示简单系统的无功功率平衡。图中所示负荷为最大负荷值。线路参数：变压器试验数据：kmr17.00kmx41.00kmSb601082.27.2%,47,5.10%,20000IKWPUKWPsS7.2%,47,5.10%,20000IKWPUKWPsS图5.6例5.1的附图无功功率对电压有决定性的影响无功功率是引起电压损耗的主要y原因无功功率的远距离传输和就地平衡节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定性作用无功功率和电压的关系无功功率平衡与电压水平的关系jXVIP+jQEIVjXIEδα222()EUUQPXX发电机：2'1'1a'ac2QVVa'VaO222()EUUQPXX发电机：发电机Q—V静特性负荷Q—V静特性当负荷Q需求增大时，曲线上移，交点左移，运行电压降低。若发电机Q备用充足，则发电机曲线上移，交点右移维持电压。35KV及以上：±5％10KV及以下：±7％低压照明：+5％，-10％农村电网：+7.5％，-10％(+10％，-15％)允许电压偏移指标7－2电压调整中枢点的定义电力系统中重要的电压支撑点电力系统中负荷点数目众多又很分散，有必要选择一些有代表性的负荷点这些点的电压质量符合要求，其它各点的电压质量也能基本满足要求中枢点的选择区域性水、火电厂的高压母线枢纽变电所的二次母线有大量地方负荷的发电机电压母线中枢点设置数量不少于全网220KV及以上电压等级变电所总数的7％7－2电压调整的基本概念中枢点的电压管理7－2电压调整的基本概念中枢点的电压允许变化范围的确定中枢点向两个负荷点供电中枢点向多个负荷点供电如果中枢点是发电机母线在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分7－2电压调整的基本概念SABASBOSBmaxt/hSSBminSAmaxSAmint/hVt/hV中枢点向两个负荷点供电•A点要求O点电压为：•0~8时，•8～24时•B点要求O点电压为：•0~16时，•16～24时()(0.95~1.05)0.04(0.99~1.09)()(0.95~1.05)0.1(1.05~1.15)()(0.95~1.05)0.01(0.96~1.06)()(0.95~1.05)0.03(0.98~1.08)OAOANNNOAOANNNOBOBNNNOBOBNNNVAVVVVVVAVVVVVVBVVVVVVBVVVVV•A点要求O点电压为：•0~8时，•8～24时•B点要求O点电压为：•0~16时，•16～24时()(0.95~1.05)0.04(0.99~1.09)()(0.95~1.05)0.1(1.05~1.15)()(0.95~1.05)0.01(0.96~1.06)()(0.95~1.05)0.03(0.98~1.08)OAOANNNOAOANNNOBOBNNNOBOBNNNVAVVVVVVAVVVVVVBVVVVVVBVVVVV1.091.060.990.961.151.081.050.987－2电压调整的基本概念中枢点向两个负荷点供电由图可见，尽管A、B两负荷点的电压有10％的变化范围，但是由于两处负荷大小和变化规律不同，两段线路的电压损耗值及变化规律亦不相同。为同时满足两负荷点的电压质量要求，中枢点电压的允许变化范围就大大缩小，最大时为7％，最小时仅有1％7－2电压调整的基本概念中枢点的电压允许变化范围的确定中枢点向两个负荷点供电中枢点向多个负荷点供电如果中枢点是发电机母线在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分7－2电压调整的基本概念中枢点向多个负荷点供电其电压允许变化范围可按两种极端情况确定：在地区负荷最大时，电压最低的负荷点的允许电压下限加上到中枢点的电压损耗等于中枢点的最低电压；在地区负荷最小时，电压最高负荷点的允许电压上限加上到中枢点的电压损耗等于中枢点的最高电压7－2电压调整的基本概念中枢点的电压允许变化范围的确定中枢点向两个负荷点供电中枢点向多个负荷点供电如果中枢点是发电机母线在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分如果中枢点是发电机的电压母线除了上述要求外，还应受厂用电设备与发电机的最高允许电压以及为保持系统稳定的最低允许电压的限制7－2电压调整的基本概念中枢点的电压允许变化范围的确定中枢点向两个负荷点供电中枢点向多个负荷点供电如果中枢点是发电机母线如果在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围都有公共部分7－2电压调整的基本概念如果在任何时候中枢点电压允许变化范围都有公共部分那么，调整中枢点电压，使其在公共部分的允许范围内变动，就可以满足各负荷点的调压要求，而不必在各负荷点再装设调压设备7－2电压调整的基本概念中枢点调压模式逆调压模式顺调压模式恒调压模式在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高5％，在最小负荷时保持为线路额定电压。供电线路较长、负荷变动较大的中枢点往往要求采用这种调压方式逆调压模式7－2电压调整的基本概念中枢点调压模式逆调压模式顺调压模式恒调压模式大负荷时允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5％；小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路额定电压的107.5％的调压模式。对于某些供电距离较近，或者符合变动不大的变电所，可以采用这种调压方式顺调压模式7－2电压调整的基本概念中枢点调压模式逆调压模式顺调压模式恒调压模式介于前面两种调压方式之间的调压方式是恒调压。即在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高2％～5％恒调压模式电压调整的基本原理R+jXP+jQ1:K1Vb1:K2VGVb=(VGk1－△V)/k2≈(VGk1－)/k2式中k1和k2分别为升压和降压变压器的变比，R和X分别为变压器和线路的总电阻和总电抗PRQXV7－2电压调整的基本概念电压调整的基本原理由公式可见，为了调整用户端电压Vb可以采取以下措施（1）调节励磁电流以改变发电机机端电压Vg（2）适当选择变压器的变比（3）改变线路的参数（4）改变无功功率的分布Vb=(VGk1－△V)/k2≈(VGk1－)/k2PRQXV7－3电压调整的措施电压调整措施发电机调压改变变压器变比调压利用无功功率补偿调压线路串联电容补偿调压电压调整措施发电机调压7－3电压调整的措施发电机调压(95%~~105%)对于不同类型的供电网络，发电机调压所起作用不同（1）由孤立的发电厂不经升压直接供电的小型电力网，改变发电机端电压就可以满足负荷点的电压质量要求，不必另外在增加调压设备。（2）对于线路较长、供电范围交大、有多级变压的供电系统，发电机调压主要是为了满足近处地方负荷的电压质量要求。电压调整措施发电机调压7－3电压调整的措施发电机调压（3）对于由若干发电厂并列运行的电力系统，进行电压调整的电厂需有相当充裕的无功容量储备，一般不易满足。另外调整个别发电厂的母线电压，