電力系統(tǒng)無功功率

1、關(guān)于電力系統(tǒng)的無功功率第一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月第六章 電力系統(tǒng)的無功功率與電壓調(diào)整本章主要內(nèi)容：1、無功負(fù)荷和無功電源及無功功率平衡 3、電壓的調(diào)整2、無功功率的經(jīng)濟(jì)分布:無功電源的最優(yōu)分布；無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償 頻率調(diào)整和電壓調(diào)整的相同和不同之處調(diào)頻頻率唯一集中調(diào)整只能調(diào)原動機(jī)功率調(diào)壓電壓水平各點不同調(diào)整分散手段多樣（有多種無功電源）第二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月由上可以看出：維持電壓穩(wěn)定，應(yīng)該盡量減少無功的傳輸，采取就地平衡。 分析無功功率和電壓分布之間的關(guān)系無功損耗 有功損耗;電壓降受無功功率的影響較大;無功功率的流動從UhUL第三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作

2、于2022年6月第一節(jié) 電力系統(tǒng)的無功功率平衡 電壓是衡量電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。 電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平取決于無功功率的平衡。系統(tǒng)中各種無功電源的無功出力應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對無功功率的需求，否則電壓就會偏離額定值。 第四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月1無功功率負(fù)荷 一、無功功率負(fù)荷和無功功率損耗異步電動機(jī)圖6-1 異步電動機(jī)的簡化等值電路 jX電壓下降,轉(zhuǎn)差增大,定子電流增大.第五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 圖6-2 異步電動機(jī)的無功功率與端電壓的關(guān)系 受載系數(shù):實際負(fù)載和額定負(fù)載之比.在額定電壓附近，電動機(jī)的無功功率隨電壓的升降而增減第六張，PPT共

3、七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2變壓器的無功損耗假定一臺變壓器的空載電流I0%=2.5，短路電壓Uk%=10.5，在額定滿載下運(yùn)行時，無功功率的消耗將達(dá)額定容量的13%。如果從電源到用戶需要經(jīng)過好幾級變壓，則變壓器中無功功率損耗的數(shù)值是相當(dāng)可觀的。第七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月3輸電線路的無功損耗圖6-3 輸電線路的型等值電路 第八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月 線路的無功總損耗為一般情況下，35kV及以下系統(tǒng)消耗無功功率；110kV及以上系統(tǒng)，輕載或空載時，成為無功電源，傳輸功率較大時，消耗無功功率。第九張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月二、無功功率電源電力系統(tǒng)的

4、無功功率電源有發(fā)電機(jī)、同步調(diào)相機(jī)、靜電電容器及靜止補(bǔ)償器，后三種裝置又稱為無功補(bǔ)償裝置。1. 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時，可發(fā)出無功功率： 第十張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月發(fā)電機(jī)在非額定功率因數(shù)下運(yùn)行時可能發(fā)出的無功功率。圖6-4 發(fā)電機(jī)的P-Q極限 第十一張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）當(dāng)發(fā)電機(jī)低于額定功率因數(shù)運(yùn)行時，能增加輸出的無功功率，但發(fā)電機(jī)的視在功率因取決于勵磁電流不超過額定值的條件，將低于其額定值。（2）當(dāng)發(fā)電機(jī)高于額定功率因數(shù)運(yùn)行時，勵磁電流不再是限制條件，原動機(jī)的機(jī)械功率又成了限制條件。（3）發(fā)電機(jī)只有在額定電壓、額定電流和額定功率因數(shù)（即運(yùn)行點C

5、）下運(yùn)行時視在功率才能達(dá)到額定值，使其容量得到最充分的利用。第十二張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步電動機(jī)。在過勵磁運(yùn)行時，它向系統(tǒng)供給感性無功功率而起無功電源的作用，能提高系統(tǒng)電壓；在欠勵磁運(yùn)行時（欠勵磁最大容量只有過勵磁容量的（50% 65%）)，它從系統(tǒng)吸取感性無功功率而起無功負(fù)荷作用，可降低系統(tǒng)電壓。它能根據(jù)裝設(shè)地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出（或吸?。┑臒o功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。因而調(diào)節(jié)性能較好。 第十三張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月缺點：同步調(diào)相機(jī)是旋轉(zhuǎn)機(jī)械，運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜；有功功率損耗較大，在滿負(fù)荷時約為額定容量的(1.55

6、)%，容量越小，百分值越大；小容量的調(diào)相機(jī)每kVA容量的投資費(fèi)用也較大。故同步調(diào)相機(jī)宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不裝設(shè)。同步調(diào)相機(jī)常安裝在樞紐變電所 。第十四張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月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(shè)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(fèi)用較小，運(yùn)行時功率損耗亦較小，維護(hù)也較方便。QC=U 2/XC3. 靜電電容器第十五張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月靜止補(bǔ)償器由靜電電容器與電抗器并

7、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(dāng)?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(bǔ)償器第十六張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月圖6-5 靜止無功補(bǔ)償器的原理圖 (a)可控飽和電抗器型；(b)自飽和電抗器型；(c)可控硅控制電抗器型；(d) 可控硅控制電抗器和可控硅投切電容器組合型第十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月第十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月三、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(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)中無功功率可以平衡且有適量的備用；Qres0.95)或?qū)Ь€截面小的線路，由于PR/V分量的比重大，串聯(lián)補(bǔ)償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。 第六十七張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月補(bǔ)償所需的容抗值XC和被補(bǔ)償線路原來的感抗值XL之比kc=XC/XL稱為補(bǔ)償度。在配電網(wǎng)絡(luò)中以調(diào)壓為目的的串聯(lián)電容補(bǔ)償，其補(bǔ)償度常接近于1或大于1。第六十八張，PPT共七十頁，創(chuàng)作于2022年6月電力線路采用串聯(lián)電容補(bǔ)償，也帶來一些特殊問題，因此作為改善電壓質(zhì)量的措施，串聯(lián)電容器只用于110kV以下電壓等級、長度特別大或有沖擊負(fù)荷的架空分支線路上。 10kV及以下電壓的架空線路，由于RL/XL很大，