電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無(wú)功功率控制技術(shù)

電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無(wú)功功率控制技術(shù)第一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化2第四章電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無(wú)功功率控制技術(shù)第三節(jié)電力系統(tǒng)電壓控制的措施第一節(jié)電力系統(tǒng)電壓控制的意義第二節(jié)電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡與電壓的關(guān)系第四節(jié)電力系統(tǒng)電壓綜合控制第二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化3第一節(jié)電力系統(tǒng)電壓控制的意義電壓-電能質(zhì)量指標(biāo)⑴電壓降低對(duì)發(fā)電機(jī)運(yùn)行產(chǎn)生影響⑵電壓降低對(duì)負(fù)荷產(chǎn)生影響⑶電壓降低對(duì)系統(tǒng)產(chǎn)生影響定子電流增加（保證輸出功率）限制發(fā)出有功（定子電流受限）電動(dòng)機(jī)（電流增加，n↓…)電熱設(shè)備（降低發(fā)熱量，照度變化）…降低影響穩(wěn)定性升高威脅設(shè)備絕緣電壓降低的影響：網(wǎng)損、電暈等第三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化4我國(guó)對(duì)電壓偏差的規(guī)定：10kV及以下電壓供電的負(fù)荷35kV及以上電壓供電的負(fù)荷低壓照明負(fù)荷農(nóng)村電網(wǎng)（正常）（事故）第四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化5第二節(jié)電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡與電壓的關(guān)系（從整個(gè)系統(tǒng)看問(wèn)題）第五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化6分析討論：無(wú)功平衡與電壓水平正常額定狀態(tài)（電壓額定）發(fā)電機(jī)線路（網(wǎng)絡(luò)）負(fù)荷無(wú)功負(fù)荷增加：（平衡的）新的平衡若發(fā)電機(jī)增勵(lì)磁增加補(bǔ)充第六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化7電力系統(tǒng)無(wú)功-電壓靜態(tài)特性運(yùn)行點(diǎn)A：可采用其他的補(bǔ)償控制措施（增加電源無(wú)功電源）在負(fù)荷中心地區(qū)設(shè)置：防止無(wú)功遠(yuǎn)距離傳輸增加0QU0QAC第七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化8電力系統(tǒng)的無(wú)功功率電源⑴同步發(fā)電機(jī)（唯一的有功電源，也是基本的無(wú)功電源）發(fā)電機(jī)的P-Q曲線：輸出P與Q的關(guān)系（Ⅱ象限）4040800.40.50.8勵(lì)磁限制第八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化9⑵

同步調(diào)相機(jī)及同步電動(dòng)機(jī)同步調(diào)相機(jī)：特殊運(yùn)行狀態(tài)下的同步電動(dòng)機(jī)不帶有功負(fù)荷的同步發(fā)電機(jī)不帶機(jī)械負(fù)荷的同步發(fā)電機(jī)過(guò)激運(yùn)行：向系統(tǒng)提供感性無(wú)功功率欠激運(yùn)行：從系統(tǒng)吸收感性無(wú)功功率實(shí)現(xiàn)調(diào)壓同步電動(dòng)機(jī)：過(guò)激運(yùn)行時(shí)向系統(tǒng)提供感性無(wú)功改變勵(lì)磁→平滑改變無(wú)功大小方向輸出無(wú)功功率隨端壓的下降而增加第九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化10⑶

并聯(lián)電容器（吸收容性無(wú)功，即發(fā)出感性無(wú)功）集中使用，分散使用;分相補(bǔ)償;隨時(shí)投入（切除）;不足:第十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化11⑷

靜止無(wú)功功率補(bǔ)償器（SVC:StaticVARCompensator）工作原理容性感性0飽和電抗器并聯(lián)電容器正常無(wú)功負(fù)荷突增→U↓：容性感性0用無(wú)功說(shuō)明：系統(tǒng)送第十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化12⑸高壓輸電線路的充電功率（線路電納作用）固定的無(wú)功電源下面的問(wèn)題：怎樣應(yīng)用這些無(wú)功電源實(shí)現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)無(wú)功控制第十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化13第三節(jié)電力系統(tǒng)電壓控制的措施用戶電壓：可采用的電壓控制方式：⑴控制和調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁，改變⑵控制變比⑷改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)⑶改變輸送功率第十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化14一、發(fā)電機(jī)控制電壓適用：發(fā)電機(jī)直接供電的小系統(tǒng)，供電線路不長(zhǎng)，不大問(wèn)題：長(zhǎng)線，多電壓等級(jí)，不能滿足要求與無(wú)功經(jīng)濟(jì)分配可能有矛盾是一種輔助性控制措施（不需要設(shè)備，經(jīng)濟(jì)，優(yōu)先用）第十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化15二、控制變壓器變比調(diào)壓調(diào)整分接頭雙繞組：在高壓側(cè)三繞組：在中、高壓側(cè)實(shí)質(zhì)：改變無(wú)功功率的分布（變壓器不是無(wú)功電源）應(yīng)用基本條件：全系統(tǒng)無(wú)功電源充足（否則有負(fù)調(diào)壓）ex.雙繞組變壓器6300kVA及以下，3個(gè)分接頭（主軸頭）8000kVA及以下，5個(gè)分接頭（主軸頭）問(wèn)題：選用哪個(gè)分接頭？第十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化16普通雙繞組變，只有固定分接頭（不能帶負(fù)荷調(diào)）：計(jì)算（最大最小負(fù)荷）：算術(shù)平均值實(shí)際分接頭：選擇接近值為，再用最大、最小負(fù)荷校驗(yàn)。降壓變壓器歸到高壓側(cè)歸到高壓側(cè)第十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化17三、利用無(wú)功功率補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓（還可以降低電網(wǎng)有功損耗）作用：重負(fù)荷時(shí)發(fā)出感性無(wú)功功率，提高負(fù)荷端電壓?jiǎn)栴}：補(bǔ)償多少?補(bǔ)償設(shè)備容量計(jì)算：并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備：調(diào)相機(jī)，靜止無(wú)功補(bǔ)償器，并聯(lián)電容器補(bǔ)償負(fù)荷的無(wú)功需求簡(jiǎn)單電力系統(tǒng)不考慮線路對(duì)地電容，變壓器勵(lì)磁功率無(wú)補(bǔ)償時(shí)（歸算到高壓側(cè)）補(bǔ)償后（歸到高壓側(cè)）第十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化18如果補(bǔ)償前后不變，（發(fā)電機(jī)出口保持不變）則變到需要補(bǔ)償：低壓側(cè)電壓（補(bǔ)償后、前的實(shí)際電壓）：有需求K、第十八頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化19⑴補(bǔ)償設(shè)備為電容器組容量的計(jì)算重負(fù)荷時(shí)投入輕負(fù)荷時(shí)退出-選擇K選擇K：用“最小負(fù)荷”：歸到高壓側(cè)的電壓：實(shí)際電壓選與靠近值為則是發(fā)感性無(wú)功：補(bǔ)償前（歸到高壓側(cè)）：補(bǔ)償后（實(shí)際）確定：用“最大負(fù)荷”從產(chǎn)品目錄中選合適的設(shè)備第十九頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化20⑵補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)容量的計(jì)算過(guò)勵(lì)運(yùn)行：發(fā)感性無(wú)功—最大負(fù)荷欠勵(lì)運(yùn)行：吸收感性無(wú)功—最小負(fù)荷最佳利用率最大負(fù)荷：最小負(fù)荷：解出：第二十頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化21例４-２忽略變壓器勵(lì)磁支路線路對(duì)他電容確定各端無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備容量：①電容器②調(diào)相機(jī)T-2第二十一頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化22解：最大負(fù)荷歸到高壓側(cè)最小負(fù)荷歸到高壓側(cè)P.111①選擇變比最小負(fù)荷規(guī)格化取110+0%抽頭用最大負(fù)荷第二十二頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化23②選擇變比規(guī)格化得K=9.5調(diào)相機(jī)容量（產(chǎn)品目錄中選）最后：選定后校驗(yàn)第二十三頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化24四、利用串聯(lián)電容器控制電壓補(bǔ)償輸電線路中的感抗→提高末端電壓無(wú)補(bǔ)償有補(bǔ)償補(bǔ)償前后相同，可得有多種（串并聯(lián)組成）mn補(bǔ)償度一般1-4有例題P.113第二十四頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化25“串補(bǔ)”與“并補(bǔ)”“四”與“三”都可以提高，減小有功損耗“串補(bǔ)”：“并補(bǔ)”：一般減少同一電壓損耗值：串聯(lián)電容器容量為（15%—25%）并聯(lián)電容器容量第二十五頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化26五、電力系統(tǒng)電壓控制措施的比較發(fā)電機(jī)調(diào)壓：不需附加設(shè)備有載調(diào)壓：靈活方便，但系統(tǒng)需無(wú)功電源充裕補(bǔ)償設(shè)備：增加無(wú)功電源第二十六頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化27第四節(jié)電力系統(tǒng)電壓綜合控制以上措施各有優(yōu)缺點(diǎn)組合綜合控制綜合控制控制點(diǎn)靠近控制母線，較好的控制效果：分散控制-就地?zé)o功平衡集中控制電網(wǎng)無(wú)功分布、無(wú)功電源，阻線電壓設(shè)定值-調(diào)度：第二十七頁(yè)，共二十八頁(yè)，2022年，8月28日2023/3/28電力系統(tǒng)自動(dòng)化28練習(xí)、思考題：1、從發(fā)電機(jī)、電力系統(tǒng)、負(fù)荷三個(gè)方面說(shuō)明電壓控制的意義。2