电力系统运行状况优化化和调整.ppt

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所谓优化,是指对系统中有功功率和无功功率的优化分配。 所谓调整,是指调整系统中的电压和频率 第一节电力系统无功功率的平衡和电压调整 电压偏移的影响 电力系统的电压需要经常调整。由于电压偏移过大时,会影 响工农业生产产品的质量和产量,损坏设备,甚至引起系统性的 “电压崩溃”,造成大面积停电。 无功功率与电压的关系 影响电力系统电压的主要因素是无功功率 、电力系统无功功率的平衡 (一)、无功功率负荷和无功功率损耗 、无功功率负荷 无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备(主 要是异步电动机,特别是当异步电动机轻载时,所吸收的 无功功率较多。)所吸收的无功功率。一般综合负荷的功 率因数为0.6-0.9。 2、变压器的无功功率损耗 变压器中的无功功率损耗分两部分,即励磁支路损耗和 绕组漏抗中损耗。其中励磁支路损耗的百分值基本上等于空 载电流的百分值,约为1%-2%;绕组漏抗中损耗,在变压 器满载时,基本上等于短路电压以的百分值,约为10%。 3、电力线路的无功损耗 电力线路的无功损耗也分两部分:并联电纳和串联电抗中 的无功功率损耗。 并联电纳中的无功损耗又称充电损耗,与电力线路电压的 平方成正比,呈容性。 串联电抗中的无功功率与负荷电流的平方成正比,呈感性。 对线路不长,长度不超过100Km,电压等级为220Kv电力 线路,线路将消耗感性无功功率 对线路较长,其长度为300Km左右时,对220Kv电力 线路,线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容 性无功功率,呈电阻性; 线路大于300Km时,线路为电容性的。 二)无功功率电源 电力系统的无功功率电源包括发电机、调相机、并联 电容器和静止补偿器等。 、发电机 发电机在额定状态下运行时,可发出无功功率 eGn= Sgn sin Pn=PGn tgPN A 图4-1发电机的PQ极限 当系统中无功电源不足,而有功备用容量又较充足 可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行,多发无 功率以提高电力系统的电压水平。但是发电机的运行点 应越出PQ极限曲线的范围 发电机供给的无功不是无限可调的 2.同步补偿机(调相机) 它是专门用来生产无功功率的一种同步电机。在过励 磁、欠励磁的不同情况下,它可分别发出或吸收感性无功 功率。而且,只要改变它的励磁,就可以平滑地调节无功 功率输出,单机容量也可以做得较大。通常,它可以直接 装设在用户附近就近供应无功功率,从而减少输送过程中 的损耗。但由于它是旋转电机,故有功功率损耗较大。 3、并联电容器 静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线 上。它供给的无功功率值与所在节点电压的平方成正比, O=04/X 缺点:电容器的无功功率调节性能比较差。 优点:静电电容器的装设容量可大可小,既可集中使 用,又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费 用较小,运行时功率损耗亦较小,维护也较方便 4.静止补偿器 静止补偿器是20世纪60年代起发展起来的一种新型可控的静止无功 补偿装置,它简称为SVC。其特点是:利用晶闸管电力电子元件所组成 的电子开关来分别控制电容器组与电抗器的投切,这样它的性能完全可 以做到和同步补偿机一样,既可发出感性无功,又可发出容性无功,并 能依靠自身装置实现快速调节,从而可以作为系统的一种动态无功电源 ,对稳定电压、提高系统的暂态稳定性以及减弱动态电压闪变等均能起 着较大的作用 (1) TCR型静止补偿器 (2)TSC-TCR型静止补偿器 图 FC-TCR型静止 图TSC-TCR型静止 (3)饱和电抗器型静止补偿器 补偿器的原理接线图 (三)无功功率的平衡 电力系统无功功率平衡的基本要求:系统中的 无功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。 Q=Qn+△Cx+△Q 2as +o Q0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用; Q。0表示系统中无功功率不足,应考虑加设无功补偿 装置。 要保持节点的电压水平就必须维持无功平衡,因而保持充 足的无功电源是维持电压质量的关键。 由于负荷的综合功率因数一般在0.6~0.9之间,多数在 0.7~0.8之间,加之线路无功损耗约为总无功负荷的25% 变压器的总无功损耗最多可达总无功负荷的75%。因而 需要由系统中各类无功电源所供给的无功负荷最多可达 系统总无功负荷的两倍左右,而从数量级上看甚至与有功 负荷的两倍相接近 绝大多数电力系统必须采取专门的无功功率补偿措施,才 能达到维持电压水平的目的。 、电力系统的电压管理 电压中枢点的选择 电力系统进行调压的目的,就是要采取各种措施,使 用户处的电压偏移保持在规定的范围内。 由于电力系统结构复杂,负荷较多,如对每个用电设 备电压都进行监视和调整,不仅不经济而且无必要。因此, 电力系统电压的监视和调整可通

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