电力系统分析基础-第6章

1、erysis（6 erysis（6 章第6章电力系统的无功功率和电压调电能质量的指标有三第6章电力系统的无功功率和电压调电能质量的指标有三电压是衡量电能质量的一个重要指第6章电力系统的无功功率和电压调第6章电力系统的无功功率和电压调端电压高于额定电压5%时发光效率增加减少一半将第6章电力系统的无功功率和电压调异步电能转矩与端压的平方成正比第6章电力系统的无功功率和电压调异步电能转矩与端压的平方成正比可电压过低将导致电流显著大，绕组温度上升，加速缘老化，甚至使第6章电力系统的无功功率和电压调调压和调频比频率调整和电压调整的相同和不同第6章电力系统的无功功率和电压调调压和调频比频率调整和电压调整的

2、相同和不同多样（有多种无功电源整原调第6章电力系统的无功功率和电压调无功分布与电压之间的关有功损耗U QXU电压降受无功功率的影响较大从第6章电力系统的无功功率和电压调无功分布与电压之间的关有功损耗U QXU电压降受无功功率的影响较大从6.1 电力系统无功功率平在任何时候，都必须满足无功平衡，即无6.1 电力系统无功功率平在任何时候，都必须满足无功平衡，即无功电源总出力无功负荷无功网损和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求电压就会偏离额定值6.1 电力系统无功功率平电力系统中的无功负荷和无功损耗主要涉及异步、变压器以及输电电路的6.1 电力系统无功功率平电力系统中的无功负荷和无功损耗主要涉及异

3、步、变压器以及输电电路的电异步 U 电压下降,增大,I2XmX6-图m6.1 电力系统无功功率平的无功-电压特异步受载系数:实际负载和额定负载之比电的图6 6.1 电力系统无功功率平的无功-电压特异步受载系数:实际负载和额定负载之比电的图6 6.1 电力系统无功功率平综合无功负荷-电压特6.1 电力系统无功功率平综合无功负荷-电压特的6.1 电力系统无功功率平变压器的无功功率损 S2U2BX0TTTU22I % 6.1 电力系统无功功率平变压器的无功功率损 S2U2BX0TTTU22I % 流I %=2.5，短路电压3%6.1 电力系统无功功率平输电线路的无功功率损U21B(UU2B1226-

4、线路 P2 Q2 6.1 电力系统无功功率平输电线路的无功功率损U21B(UU2B1226-线路 P2 Q2 UUX 2 11BU2V1般情况下V及以下系统消耗无功功率06.1 电力系统无功功率平电力系统中的无功电源包括发电机、同步调相机静电电容器补偿装6.1 电力系统无功功率平电力系统中的无功电源包括发电机、同步调相机静电电容器补偿装置发电补偿器，后三种装置又称为无SGN sinNPGN6.1 电力系统无功功率平发电64发电机的Q图6.1 电力系统无功功率平发电64发电机的Q图6.1 电力系统无功功率平发电发电机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数（6.1 电力系统无功功率平发电发电机只有

5、在额定电压、额定电流和额定功率因数（6.1 电力系统无功功率平同步调相。在欠励磁运行时（50%65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取6.1 电力系统无功功率平同步调相。在欠励磁运行时（50%65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取6.1 电力系统无功功率平同步调相机的缺6.1 电力系统无功功率平同步调相机的缺6.1 电力系统无功功率平静电电容 QC=U 6.1 电力系统无功功率平静电电容 QC=U 6.1 电力系统无功功率平补偿输出（或吸收）6.1 电力系统无功功率平补偿输出（或吸收）6.1 电力

6、系统无功功率平补偿6-偿的(c)6.1 电力系统无功功率平补偿6-偿的(c)6.1 电力系统无功功率平补偿6.1 电力系统无功功率平补偿6.1 电力系统无功功率平电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无电源可以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。6.1 电力系统无功功率平电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的无电源可以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。Qres0表示系统中无功可以平衡且有适量的备用Qres0表示系统中无装置，应考虑加设无功补6.1 电力系统无功功率平从改善电压质量和降低网络损耗考虑，应尽量避6.1 电力系

7、统无功功率平从改善电压质量和降低网络损耗考虑，应尽量避电网元件大量输送无功功分地区分电压等级地进行无功功率的就地平衡根据无功平衡的需要，需增添必要的无功补偿装并按无功就地平衡的原则进行补偿容量的分配6.1 电力系统无功功率平电力系统的无功功率平衡应分别按正常运行时的和最小负荷进行计算。6.1 电力系统无功功率平电力系统的无功功率平衡应分别按正常运行时的和最小负荷进行计算。 经过无功功率平衡计算发现功功时，可以采取的措施有6.1 电力系统无功功率平例:6-图图6.1 电力系统无功功率平例:6-图图6.1 电力系统无功功率平XIcos EXIsin EVEV XV QVI6.1 电力系统无功功率平

8、XIcos EXIsin EVEV XV QVIsin XXP为定EV 2VP2 QXX6.1 电力系统无功功率平EV2VP2 QXX图7 6.1 电力系统无功功率平EV2VP2 QXX图7 6.2电力系统无功功率的最优分包括无功电源的最优分布和无功负荷的最优补必须提高负6.2电力系统无功功率的最优分包括无功电源的最优分布和无功负荷的最优补必须提高负荷的自然功率因对于异步，)m (0PN 异步虑用同步负荷率越低，功率因数越低；有时可代替异步将负荷的自然功率因数提高后，才考虑采用补偿备6.2电力系统无功功率的最优分等网损微增率准Qn26.2电力系统无功功率的最优分等网损微增率准Qn26.2电力系

9、统无功功率的最优分无功经济分配的数学表约束条件miQLD QUm6.2电力系统无功功率的最优分无功经济分配的数学表约束条件miQLD QUm目标函目标函数P最小Qn26.2电力系统无功功率的最优分用日乘数法构日函mLP QLD )i分别对QGi和06.2电力系统无功功率的最优分用日乘数法构日函mLP QLD )i分别对QGi和0 (1Q ),m)L Q)i16.2电力系统无功功率的最优分无功功率经济分配的条16.2电力系统无功功率的最优分无功功率经济分配的条16.3.1 电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备的影电力般规定一个电压偏6.3.1 电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备的影电力般规

10、定一个电压偏移的最大允许范围68图68图造成电压偏移的原现电造成电压偏移的原现电我国规定的允许电压偏35kV及以上电压供电负荷10kV及以下电压供电负荷+5%-+7.5%-不我国规定的允许电压偏35kV及以上电压供电负荷10kV及以下电压供电负荷+5%-+7.5%-不可能控制所有的节点电压，选定某些有代表性的点中枢6.3.2 一般可选择下列母线作为电压中枢6.3.2 一般可选择下列母线作为电压中枢6-图6-图中枢点电压和负荷电压的关中枢点i的电压满足i图6-中枢点电压和负荷电压的关中枢点i的电压满足i图6-中枢点电压和负荷电压的关中枢点i的最低电压Vimin等于在地区负荷最大时某用户许的最低电

11、中枢点电压和负荷电压的关中枢点i的最低电压Vimin等于在地区负荷最大时某用户许的最低电压Vmin加上到中枢点的电压损耗VmaxVViVVi点负荷时， 枢点电压只满足0点负荷时， 枢点电压只满足0 (0.95(0.998Vi (0.95 1.05)VN 0.10VN 只满足j节点负荷时，中枢点电压VO Vj (0.95(0.96只满足j节点负荷时，中枢点电压VO Vj (0.95(0.961624h VO Vi (0.95(0.98同时考虑i、j两个负荷对O0O。中枢点(a)中枢点O到i及j枢点O到i及j变电所的电压损耗相差较大时的电 中枢点(a)中枢点O到i及j枢点O到i及j变电所的电压损耗

12、相差较大时的电 中枢点电压调整的方式一般分为三类：逆调压调压和常调逆调中枢点电压调整的方式一般分为三类：逆调压调压和常调逆调1.0VN顺调即常调(1.021.05)VN，不随负顺调即常调(1.021.05)VN，不随负荷变化来调整中枢点的电压6.3.3 电压调整的基本原图6 图QX V)/V(V kki22VN6.3.3 电压调整的基本原图6 图QX V)/V(V kki22VNQX V Vk2电压调整的措iVN（1）V（2）器的变比k ；（3）改变功率分布QX V Vk2电压调整的措iVN（1）V（2）器的变比k ；（3）改变功率分布Q（主要是Q），损耗（4）改变网络参数X（主要是X），改V

13、改变发电机端电压调直接供电的小型电力网。在6图改变发电机端电压调直接供电的小型电力网。在6图改变变压器分接头调改变变 （1）器的变比实际就根要求适选VT V V 21T改变变压器分接头调改变变 （1）器的变比实际就根要求适选VT V V 21Tk6-图 V V1TV2V2 (V V V21T V V1TV2V2 (V V V21T 根据个与它最接近的分接头选取的分接头校验kV2VT2（2）变变。图6- 9 VV2V2（2）变变。图6- 9 VV2V2（3） 有载调压变压有载调压变压器以在带负荷的下切换分接头而且调节范围也般在目前我国暂定，110kV级的调压变压器有7个分接32.5%；（3） 有

14、载调压变压有载调压变压器以在带负荷的下切换分接头而且调节范围也般在目前我国暂定，110kV级的调压变压器有7个分接32.5%；220kV级的有9 个分接头V20%采用有载调压变压器时，可以根据最大负荷算得的ax值和最小负荷算得的分别选择各自tt适的分接头。这样就能缩小次级电压的变化幅度，甚至改压变化三绕组变压器高压侧和中压侧都有分接头，低没有。三绕组变压器可看作两个双绕组变压器三绕组变压器高压侧和中压侧都有分接头，低没有。三绕组变压器可看作两个双绕组变压器高、中压侧确定中压绕组的分接头（根据中压侧要求）。注意图因注意图因利用无功补偿设备调一、利用并联补偿供电点电压V1和负荷功率j已给定，线路电

15、容和变压器的励磁功率略去不。且不计压降的横分。6图利用无功补偿设备调一、利用并联补偿供电点电压V1和负荷功率j已给定，线路电容和变压器的励磁功率略去不。且不计压降的横分。6图如果补偿前后VV PRQX c)V 如果补偿前后VV PRQX c)V c)V V PR2V)PRQX PRQX Qc2XVV2项V Qc2XkVV2c2ck V)PRQX PRQX Qc2XVV2项V Qc2XkVV2c2ck VQ 2c(kVV )V Xc2Xkk VQ 2c(kVV )V Xc2Xk由此可见:k VQ 2c(kVV )V Xc2Xk由此可见:补偿容量与调压要求和降压变压器变比选择变比k的选择原则在满足

16、调压的要求下，使无功补偿容量为最小。无功补偿设备的性能不同，选择变比的条件也。1. ，。首先调况变压器的分接头VVVm2V2VVt(据此选择分接头)k（确定变比V in荷下低 1. ，。首先调况变压器的分接头VVVm2V2VVt(据此选择分接头)k（确定变比V in荷下低 母线归算到 其次，按最大负荷时的调压要求VVQ Vk2c Xc2ck然后，根据算得的补偿容量，从产品目录中设备其次，按最大负荷时的调压要求VVQ Vk2c Xc2ck然后，根据算得的补偿容量，从产品目录中设备2. 首先确定变比V2Qkc2cXk2 kc2cXk2. 首先确定变比V2Qkc2cXk2 kc2cXk V(inV2max mVVk 电压V2 V(inV2max mVVk 电压V2V22c2cVk2Qkc2cXk在高压电力网中，电抗远大于电阻，V 中无功率引起的QX/V分量就占很大在高压电力网中，电抗远大于电阻，V 中无功率引起的QX/V分量就占很大的。在这种情况下，减少输送无功功率可以产生比较显著的调压效果。反之，对截面不大的线路和 P1RQ1(X XC 联了容抗X C P1RQ1(X XC 联了容抗X CV P1RQ1V Q1XC /V1(VVCV Q1XC /V1(V