電力系統(tǒng)電壓與無功功率調(diào)節(jié)論述課件整理

五、電力系統(tǒng)電壓與無功功率調(diào)節(jié)

本章要點1、電壓控制的意義和特點；2、電壓控制的基本原理；3、電源的電壓-無功特性；4、負荷的電壓-無功特性；5、電力系統(tǒng)電壓控制方法；6、電力系統(tǒng)無功補償設備；5.1電壓控制的意義與特點意義：電壓是電能質(zhì)量指標之一；特點：（1）電壓偏移是無功功率不平衡的表現(xiàn)；（2）（與有功電源相比）無功電源種類多，布置靈活；（3）電力系統(tǒng)各節(jié)點電壓可以允許存在一定偏差（送端允許高于額定電壓5％，受端允許低于額定電壓5％）；（4）電力系統(tǒng)調(diào)壓主要是通過調(diào)節(jié)無功電源的出力與合理改變無功功率潮流的分布進行的；（5）電壓和無功功率控制與降低網(wǎng)損關系緊密；（6）無功補償設備不消耗有功功率，卻可以降低有功功率損耗；5.2電壓控制的基本原理電壓偏差的起因：傳輸路徑的阻抗與電流不為零是引起電壓偏離額定值的根本原因，而且不可避免；有功電流和線路電阻對電壓影響較小，而無功電流和線路電抗對電壓的影響較大（理論證明如下）；電壓偏差分析以受端電壓U2作為參考方向，U2是U2的幅值。負荷功率S2等于受端電壓與線路電流的共軛相乘：線路傳輸功率與線路電壓降落的關系：縱分量橫分量電壓降落名詞：電壓降落（矢量）及其縱分量和橫分量、電壓損耗（標量）、電壓偏移；根據(jù)理論分析及其矢量圖可見，電壓降落中，與U2同向的縱分量對電壓偏移影響較大，而與U2垂直的橫分量對電壓偏移影響較小，工程上?？珊雎詸M分量的影響；又由于在傳輸路徑上的各元件阻抗（發(fā)電機，變壓器，輸電線路，異步電動機等）均是感抗遠大于電阻，通常在簡化分析與計算中，可將電阻忽略而只考慮感抗的作用；調(diào)壓方程負荷端電壓Ub（孫瑩圖4-6）：由上式可見，影響負荷端電壓的因素有：UG，K1（升壓比），K2（降壓比），R，X等線路參數(shù)，負荷功率P，Q等運行參數(shù)，對它們實施行之有效的控制，就能達到控制受端電壓之目的。電力系統(tǒng)電壓與無功功率調(diào)節(jié)手段調(diào)整發(fā)電機端電壓；改變變壓器變比，以此改變無功功率潮流分布，用無功富裕支路支援無功不足支路，合理分配無功；就地進行無功補償，提高負荷運行的功率因數(shù)，減少無功功率傳輸；改變線路參數(shù)和結構，減小阻抗（串聯(lián)電容器）和不合理的無功流動；電力系統(tǒng)電壓控制應遵循的原則和約束條件

（1）無功功率就地、就近平衡，減小無功流動引起的無功損耗和有功損耗；（2）線路不過載（安全性）；（3）兼顧經(jīng)濟性；（4）確保穩(wěn)定性。5.3電力系統(tǒng)無功電源的電壓－無功功率特性電力系統(tǒng)無功功率源有：（1）同步電機，包括同步發(fā)電機，同步電動機和同步調(diào)相機；（2）電力電容器；（3）靜止無功補償器（SVC）等；同步電機的電壓-無功特性同步發(fā)電機的電壓-無功特性取決于同步發(fā)電機的無功調(diào)差特性，是一條下傾直線，具有自動平衡無功的調(diào)節(jié)效應；同步調(diào)相機可視為有功功率為零的同步發(fā)電機，同步電動機可視為有功功率為負的同步發(fā)電機，它們的電壓-無功特性與同步發(fā)電機類似，由勵磁調(diào)節(jié)器中的調(diào)差單元決定；電力電容器的電壓－無功功率特性電容器輸出無功功率：QC＝U2/XC與其端電壓的平方成正比，是一條上翹的二次曲線。電容器的特點：（1）電容器具有“負調(diào)節(jié)特性”；電容器的電壓－無功功率特性曲線是上翹的，這一點與同步電機相反。這就意味著當電力系統(tǒng)無功功率缺乏使電容器安裝處的電壓下降時，電容器輸出的無功功率反而減少，使無功功率缺額加??；反之，當電力系統(tǒng)無功功率過剩－>電壓升高－>電容器輸出無功功率增加，使無功功率更加過剩，這種不利于無功功率平衡的調(diào)節(jié)特性稱為負調(diào)節(jié)特性；（2）電容器只能成組地投入或切除，對無功功率進行有級調(diào)節(jié)；（3）電容器是靜止元件；（4）有功損耗??；（5）適合于分散安裝。靜止無功補償器SVC的電壓－無功功率特性

靜止無功補償器（SVC：StaticVARCompensator）是由可調(diào)電抗器與固定電容器并聯(lián)構成，其外特性如孫瑩P105圖4-5所示。SVC能夠快速、平滑地調(diào)節(jié)無功功率的大小和方向，對沖擊負荷的適應性較好，與同步調(diào)相機相比，維護簡單，損耗小，并且可以分相補償。缺點是無功功率補償量正比于端電壓的平方，在系統(tǒng)電壓很低時，無功功率補償量將大大降低。5.4電力系統(tǒng)負荷的電壓－無功功率特性異步電動機在電力系統(tǒng)負荷中占很大的比重，故電力系統(tǒng)的無功負荷與電壓的靜態(tài)特性主要由異步電動機決定。異步電動機的無功消耗為：電力系統(tǒng)中的變壓器和輸電線路在運行中也消耗無功功率，在考慮無功功率平衡時也可以將其視作為無功負荷。變壓器的無功損耗為：電力系統(tǒng)負荷的電壓-無功特性輸電線路的無功功率損耗分為兩部分，其串聯(lián)電抗中的無功功率損耗與通過線路的功率或電流的平方成正比，而其并聯(lián)電納中發(fā)出的無功功率與電壓平方成正比：與變壓器不同的是，其并聯(lián)部分發(fā)出無功功率而不是吸收無功功率。輸電線路重載時呈感性，輕載時呈容性，需要并聯(lián)可調(diào)電抗器吸收多余無功功率。電力系統(tǒng)電壓－無功功率控制電源與負荷共同決定了電力系統(tǒng)電壓-無功的工作點；固定電容器和高壓輸電線路的無功功率負調(diào)節(jié)特性如配合可調(diào)電抗器使用，可以改變控制性能；重點控制中樞點電壓；中樞點是指能夠反映電力系統(tǒng)電壓水平的發(fā)電廠或變電站的母線，系統(tǒng)中大部分負荷由這些節(jié)點供電，它們的電壓一經(jīng)確定，其它各點的電壓也就大致確定了；多種調(diào)壓措施綜合使用，力求最經(jīng)濟有效；5.5電壓－無功自動控制裝置靜止無功補償裝置SVC，包括：（1）晶閘管控制電抗器（TCR：ThyristorControlledReator）；（2）晶閘管投切電容器（TSC：ThyristorSwitchedCapacitor）；（3）TCR＋固定電容器（FC：FixedCapacitor）等類型。晶閘管控制電抗器（TCR：ThyristorControlledReator）TCR工作原理簡介δ是晶閘管的導通角。當控制角α在90°～180°之間移相時，導通角δ在0°（全關）～180°（全開）之間變化。晶閘管全開時吸收的感性電流最大，全關時不吸收感性電流，改變控制角就可以改變電抗器吸收感性電流的大??；控制器按的外特性方程控制電抗器電流IL，就可得到如圖所示的補償器特性。晶閘管投切電容器（TSC：ThyristorSwitchedCapacitor）TSC控制特點（1）零電壓投入，防止產(chǎn)生沖擊電流；（2）零電流切除；（3）只有投入和切除兩種狀態(tài)，沒有類似可調(diào)電抗器那樣的通過改變控制角α的相控工作方式，即沒有可調(diào)電容器運行方式?；旌闲蚐VC（TCR＋TSC）變電站有載調(diào)壓變壓器和電力電容器綜合控制VQC；九區(qū)圖：主變高壓側分接頭調(diào)整與主變低壓側電容器投切操作主變低壓側電壓與無功負荷工作點移動方向升主變分接頭電壓下降，無功減小左下降主變分接頭電壓上升，無功增加右上投電容器電壓上升，無功減小左上切電容器電壓下降，無功增加右下九區(qū)VQC控制策略0區(qū):電壓、無功均合格,不控制；1區(qū):電壓越上限,無功補償合適,發(fā)降壓指令；2區(qū):電壓越上限,無功越上限,先發(fā)降壓指令,再發(fā)投電容器組指令；3區(qū):電壓合格,無功越上限,發(fā)投電容器組指令；4區(qū):電壓越下限,無功越上限,先發(fā)投電容指令,再發(fā)升壓指令；5區(qū):電壓越下限,無功補償合適,發(fā)升壓指令；6區(qū):電壓越下限,無功越下限,先發(fā)升壓指令,再發(fā)切電容指令；7區(qū):電壓合格,無功越下限,發(fā)切電容的指令；8區(qū):電壓越上限,無功越下限,先發(fā)切電容的指令,再發(fā)降壓指令；九區(qū)控制原則保證電壓合格、無功基本平衡、盡量減少變壓器分接頭調(diào)整次數(shù)和電容器投切次數(shù)。變壓器分接頭動作次數(shù)限制：每天調(diào)節(jié)次數(shù)35KV主變不超過20次，110—220KV不超過10次；機械開關投切電容器，因?qū)﹄娙萜饔袥_擊，所以也有投切次數(shù)限制，而SCR投切電容器可以沒有投切次數(shù)限制。本章結束

思考題：（1）為什么說，電力系統(tǒng)電壓偏離額定值是電力系統(tǒng)無功功率不平衡的表現(xiàn)？（2）無功功率平衡為何要強調(diào)“就地平衡”和“就近平衡”？（3）對比有功功率_頻率調(diào)整與無功功率_電壓調(diào)整的異同點。

1、這世上，沒有誰活得比誰容易，只是有人在呼天搶地，有人在默默努力。

2、當熱誠變成習慣，恐懼和憂慮即無處容身。缺乏熱誠的人也沒有明確的目標。熱誠使想象的輪子轉(zhuǎn)動。一個人缺乏熱誠就象汽車沒有汽油。善于安排玩樂和工作，兩者保持熱誠，就是最快樂的人。熱誠使平凡的話題變得生動。

3、起點低怕什么，大不了加倍努力。人生就像一場馬拉松比賽，拼的不是起點，而是堅持的耐力和成長的速度。只要努力不止，進步也會不止。

4、如果你不相信努力和時光，那么時光第一個就會辜負你。不要去否定你的過去，也不要用你的過去牽扯你的未來。不是因為有希望才去努力，而是努力了，才能看到希望。

5、人生每天都要笑，生活的下一秒發(fā)生什么，我們誰也不知道。所以，放下心里的糾結，放下腦中的煩惱，放下生活的不愉快，活在當下。人生喜怒哀樂，百般形態(tài)，不如在心里全部淡然處之，輕輕一笑，讓心更自在，生命更恒久。積極者相信只有推動自己才能推動世界，只要推動自己就能推動世界。

6、人性本善，純?nèi)缜逑魉冬摖q。欲望與情緒如風沙襲擾，把原本如天空曠蔚藍的心蒙蔽。但我知道，每個人的心靈深處，不管烏云密布還是陰淤蒼茫，但依然有一道彩虹，亮麗于心中某處。

7、每個人的心里，都藏著一個了不起的自己，只要你不頹廢，不消極，一直悄悄醞釀著樂觀，培養(yǎng)著豁達，堅持著善良，只要在路上，就沒有到達不了的遠方！

8、不要活在別人眼中，更不要活在別人嘴中。世界不會因為你的抱怨不滿而為你改變，你能做到的只有改變你自己！

9、欲戴王冠，必承其重。哪有什么好命天賜，不都是一路披荊斬棘才換來的。

10、放手如拔牙。牙被拔掉的那一刻，你會覺得解脫。但舌頭總會不由自主地往那個空空的牙洞里舔，一天數(shù)次。不痛了不代表你能完全無視，留下的那個空缺永遠都在，偶爾甚至會異常掛念。適應是需要時間的，但牙總是要拔，因為太痛，所以終歸還是要放手，隨它去。

11、這個世界其實很公平，你想要比別人強，你就必須去做別人不想做的事，你想要過更好的生活，你就必須去承受更多的困難，承受別人不能承受的壓力。

12、逆境給人寶貴的磨煉機會。只有經(jīng)得起環(huán)境考驗的人，才能算是真正的強者。自古以來的偉人，大多是抱著不屈不撓的精神，從逆境中掙扎奮斗過來的。

13、不同的人生，有不同的幸福。去發(fā)現(xiàn)你所擁有幸運，少抱怨上蒼的不公，把握屬于自己的幸福。你，我，我們大家都可以經(jīng)歷幸福的人生。

14、給自己一份堅強，擦干眼淚；給自己一份自信，不卑不亢；給自己一份灑脫，悠然前行。輕輕品，靜靜藏。為了看陽光，我來到這世上；為了與陽光同行，我笑對憂傷。

15、總不能流血就喊痛，怕黑就開燈，想念就聯(lián)系，疲憊就放空，被孤立就討好，脆弱就想家，不要被現(xiàn)在而蒙蔽雙眼，終究是要長大，最漆黑的那段路終要自己走完。

16、在路上，我們生命得到了肯定，一路上，我們有失敗也有成功，有淚水也有感動，有曲折也有坦途，有機遇也有夢想。一路走來，我們熟悉了陌生的世界，我們熟悉了陌生的面孔，遇人無數(shù)，匆匆又匆匆，有些成了我們忘不掉的背影，有些成了我們一生的風景。我笑，便面如春花，定是能感動人的，任他是誰。

17、努力是一種生活態(tài)度，與年齡無關。所以，無論什么時候，千萬不可放縱自己，給自己找懶散和拖延的借口，對自己嚴格一點兒，時間長了，努力便成為一種心理習慣，一種生活方式！

18、自己想要的東西，要么奮力直追，要么干脆放棄。別總是逢人就喋喋不休的表決心或者哀怨不斷，做別人茶余飯后的笑點。

19、即使不能像依米花那樣畫上完美的感嘆號，但我們可以歌詠最感人的詩篇；即使不能阻擋暴風雨的肆虐，但我們可以左右自己的心情；即使無法預料失敗的打擊，但我們可以把它當作成功的一個個驛站。

20、能力配不上野心，是所有煩擾的根源。這個世界是公平的，你要想得到，就得學會付出和堅持。每個人都是通過自己的努力，去決定生活的樣子。

1、許多人企求著生活的完美結局，殊不知美根本不在結局，而在于追求的過程。

2、慢慢的才知道：堅持未必就是勝利，放棄未必就是認輸，。給自己一個迂回的空間，學會思索，學會等待，學會調(diào)整。人生沒有假設，當下即是全部。背不動的，放下了；傷不起的，看淡了；想不通的，不想了；恨不過的，撫平了。

3、在比夜更深的地方，一定有比夜更黑的眼睛。

4、一切偉大的行動和思想，都有一個微不足道的開始。

5、從來不跌倒不算光彩，每次跌倒后能再站起來，才是最大的榮耀。

6、這個世界到處充滿著不公平，我們能做的不僅僅是接受，還要試著做一些反抗。

7、一個最困苦、最卑賤、最為命運所屈辱的人，只要還抱有希望，便無所怨懼。

8、有些人，因為陪你走的時間長了，你便淡然了，其實是他們給你撐起了生命的天空；有些人，分開了，就忘了吧，殘缺是一種大美。

9、照自己的意思去理解自己，不要小看自己，被別人的意見引入歧途。

10、沒人能讓我輸，除非我不想贏！

11、花開不是為了花落，而是為了開的更加燦爛。

12、隨隨便便浪費的時間，再也不能贏回來。

13、不管從什么時候開始，重要的是開始以后不要停止；不管在什么時候結束，重要的是結束以后不要后悔。

14、當你決定堅持一件事情，全世界都會為你讓路。

15、只有在開水里，茶葉才能展開生命濃郁的香氣。

16、別想一下造出大海，必須先由小河川開始。

17、不要讓未來的你，討厭現(xiàn)在的自己，困惑誰都有，但成功只配得上勇敢