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

見書上例題第33章 電力系統(tǒng)無功功率平衡和電壓調(diào)節(jié)33.1 電力系統(tǒng)的無功功率平衡33.1.1 無功電源和無功負(fù)荷33.1.1.1無功電源1、發(fā)電機(jī) generator發(fā)電機(jī)作為無功源即可發(fā)出感性無功,又可發(fā)出容性無功.在進(jìn)行無功調(diào)節(jié)時(shí),一方面應(yīng)充足運(yùn)用發(fā)電機(jī)的無功輸出能力.2、 調(diào)相機(jī) synchronous condenser（1）是只發(fā)無功功率的同步發(fā)電機(jī).過勵(lì)磁運(yùn)營時(shí)，向系統(tǒng)發(fā)出感性無功功率;欠勵(lì)磁運(yùn)營時(shí)，從系統(tǒng)吸取感性無功。（2） 欠勵(lì)磁運(yùn)營時(shí)的容量約為過勵(lì)磁運(yùn)營時(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)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)營維護(hù)復(fù)雜。b) 有功損耗大，滿載時(shí)達(dá)額定容量的1.53，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)無功出力，系統(tǒng)故障時(shí)也可按規(guī)定輸出無功。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)無功輸出調(diào)節(jié)能力差，輸出無功受端口電壓限制。2)單位容量成本低，且與總?cè)萘看笮o關(guān)，安裝維護(hù)以便。3)有功損耗小，滿載時(shí)僅為額定容量的0.30.5%。4)可集中使用，也可分散就地供應(yīng)無功，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)出感性無功。（2）迅速跟蹤負(fù)荷，響應(yīng)速度快。（3）運(yùn)營時(shí)有功損耗小，滿載時(shí)不超過額定容量的1%。（4）可靠性高，維護(hù)工作量小。（5）不增長短路電流。（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 無功負(fù)荷和無功損耗無功負(fù)荷: 除白熾燈和純電阻性加熱設(shè)備外的其他用電設(shè)備均需要無功，其中異步電動(dòng)機(jī)占很大比重。無功損耗：線路和變壓器上的無功損耗。1.變壓器變壓器中的無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%。對于一臺(tái)變壓器或一級變壓的網(wǎng)絡(luò)而言，變壓器中的無功損耗并不大，滿載時(shí)約為它額定容量的百分之十幾。但對多電壓級網(wǎng)絡(luò)，變壓器中的無功損耗就相稱可觀。2電力線路上的無功損耗 線路上的無功損耗也分兩部分，即并聯(lián)電納和串聯(lián)電抗中的無功損耗。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)，電抗總消耗的無功不小于電納中產(chǎn)生的無功，總體上是無功負(fù)載；輸送功率較小時(shí)，為無功電源。33.1.2 無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系在電力系統(tǒng)運(yùn)營中,規(guī)定電源的無功出力在任何時(shí)刻都同負(fù)荷的無功功率和網(wǎng)絡(luò)無功損耗之和相等, 當(dāng)P 為一定期,得：當(dāng)電勢E 為一定值時(shí), 根據(jù)上式可做出無功功率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)到了無功功率的平衡。當(dāng)負(fù)荷增長時(shí), 其無功電壓特性如曲線2所示,如果系統(tǒng)的無功電源沒有相應(yīng)增長(即發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流不變,電勢也就不變) ,電源的無功特性仍然是曲線1 ,這時(shí)曲線1 和曲線2的交點(diǎn)a就代表了新的無功平衡點(diǎn),