第64講 簡(jiǎn)單電力網(wǎng)絡(luò)的潮流計(jì)算(二)及電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡和電壓調(diào)整(一)(新版)

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1、見(jiàn)書(shū)上例題 第33章 電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡和電壓調(diào)節(jié) 33.1 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡 33.1.1 無(wú)功電源和無(wú)功負(fù)荷 33.1.1.1無(wú)功電源 1、發(fā)電機(jī) generator 發(fā)電機(jī)作為無(wú)功源即可發(fā)出感性無(wú)功,又可發(fā)出容性無(wú)功. 在進(jìn)行無(wú)功調(diào)節(jié)時(shí),一方面應(yīng)充足運(yùn)用發(fā)電機(jī)的無(wú)功輸出能力. 2、 調(diào)相機(jī) synchronous condenser (1)是只發(fā)無(wú)功功率的同步發(fā)電機(jī).過(guò)勵(lì)磁運(yùn)營(yíng)時(shí),向系統(tǒng)發(fā)出感性無(wú)功功率;欠勵(lì)磁運(yùn)營(yíng)時(shí),從系統(tǒng)吸取感性無(wú)功。 (2) 欠勵(lì)磁運(yùn)營(yíng)時(shí)的容量約為過(guò)勵(lì)磁運(yùn)營(yíng)時(shí)容量的50%。 (3) 帶勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的調(diào)相機(jī),可根據(jù)其所在點(diǎn)的電壓自動(dòng)

2、平滑的變化出力;有強(qiáng)行勵(lì)磁裝置時(shí),系統(tǒng)故障狀況下也可維持該機(jī)的出口電壓。 (4) 特點(diǎn): a) 運(yùn)營(yíng)維護(hù)復(fù)雜。 b) 有功損耗大,滿載時(shí)達(dá)額定容量的1.5%∽3%,容量越小,損耗占的比重越大。故容量不不小于5Mvar時(shí),不適宜用調(diào)相機(jī)。 c) 可平滑調(diào)節(jié)無(wú)功出力,系統(tǒng)故障時(shí)也可按規(guī)定輸出無(wú)功。 3、靜電電容器 static capacitor (1)按三角形或星形接法并聯(lián)在線路上。 (2)只能向系統(tǒng)提供感性無(wú)功,當(dāng)端口電壓下降時(shí),出力會(huì)明顯下降。 (3)特點(diǎn): 1)無(wú)功輸出調(diào)節(jié)能力差,輸出無(wú)功受端口電壓限制。 2)單位容量成本低,且與總?cè)萘看笮o(wú)關(guān),安裝維護(hù)以便。 3)有

3、功損耗小,滿載時(shí)僅為額定容量的0.3%∽0.5%。 4)可集中使用,也可分散就地供應(yīng)無(wú)功,從而減少網(wǎng)絡(luò)電能損耗。 4、靜止補(bǔ)償器SVC static VAR compensator 可控硅控制的電抗器與電容器并聯(lián)構(gòu)成的。 (1) 吸取或發(fā)出感性無(wú)功。 (2)迅速跟蹤負(fù)荷,響應(yīng)速度快。 (3)運(yùn)營(yíng)時(shí)有功損耗小,滿載時(shí)不超過(guò)額定容量的1%。 (4)可靠性高,維護(hù)工作量小。 (5)不增長(zhǎng)短路電流。 (6)可控硅控制電抗器時(shí),電網(wǎng)中產(chǎn)生高次諧波。 33.1.1.2 無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗 無(wú)功負(fù)荷: 除白熾燈和純電阻性加熱設(shè)備外的其他用電設(shè)備均需要無(wú)功,其中異步電動(dòng)機(jī)占很大比重

4、。 無(wú)功損耗:線路和變壓器上的無(wú)功損耗。 1.變壓器 變壓器中的無(wú)功功率損耗分兩部分,即勵(lì)磁支路損耗和繞組漏抗中的損耗。其中,勵(lì)磁支路損耗的百分值基本上等于空載電流的百分值,約為1%~2%;繞組漏抗中損耗,在變壓器滿載時(shí),基本上等于短路電壓的百分值,約為10%。 對(duì)于一臺(tái)變壓器或一級(jí)變壓的網(wǎng)絡(luò)而言,變壓器中的無(wú)功損耗并不大,滿載時(shí)約為它額定容量的百分之十幾。但對(duì)多電壓級(jí)網(wǎng)絡(luò),變壓器中的無(wú)功損耗就相稱可觀。 2.電力線路上的無(wú)功損耗 線路上的無(wú)功損耗也分兩部分,即并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗中的無(wú)功損耗。并聯(lián)電納中的這種損耗又稱充電功率,與線路電壓的平方成正比,呈容性。串聯(lián)電抗中的這種損耗

5、與負(fù)荷電流的平方成正比,呈感性。 35KV及如下架空線的充電功率較小,總體上是消耗無(wú)功的; 110KV及以上架空線,當(dāng)輸送功率較大時(shí),電抗總消耗的無(wú)功不小于電納中產(chǎn)生的無(wú)功,總體上是無(wú)功負(fù)載;輸送功率較小時(shí),為無(wú)功電源。 33.1.2 無(wú)功功率平衡與電壓水平的關(guān)系 在電力系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)中,規(guī)定電源的無(wú)功出力在任何時(shí)刻都同負(fù)荷的無(wú)功功率和網(wǎng)絡(luò)無(wú)功損耗之和相等, 當(dāng)P 為一定期,得: 當(dāng)電勢(shì)E 為一定值時(shí), 根據(jù)上式可做出無(wú)功功率Q 與電壓U 的關(guān)系圖, 如圖中的曲線1 : 由圖可知, Q - U 關(guān)系是一條向下的拋物線,而負(fù)荷的重要成分是異步電動(dòng)機(jī), 其無(wú)功電壓特性如圖中曲線2 所示。曲線1 與曲線2 的交點(diǎn)a 擬定了負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的電壓值Ua ,即系統(tǒng)在電壓Ua 下達(dá)到了無(wú)功功率的平衡。 當(dāng)負(fù)荷增長(zhǎng)時(shí), 其無(wú)功電壓特性如曲線2′所示,如果系統(tǒng)的無(wú)功電源沒(méi)有相應(yīng)增長(zhǎng)(即發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流不變,電勢(shì)也就不變) ,電源的無(wú)功特性仍然是曲線1 ,這時(shí)曲線1 和曲線2′的交點(diǎn)a′就代表了新的無(wú)功平衡點(diǎn),

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