文档介绍：电力系统电压调整和无功功率控制技术
频率调整: 1全系统频率相同 2调发电机 3消耗能源 4集中控制 5调进汽量
电压调整:1电压水平各点不同 2调发电机、调相机、电容器和静止补偿器等 3不消耗能源 4电压控制分散进行 5调节手段多种多样。
第一节电力系统电压控制的意义
电压和频率一样,都是电能质量的重要指标。
电压降低的不良影响:
减少发电机所发有功功率。
异步电动机的转差率将增大,电流也将增大,温升将增加。当转差增大、转速下降时,其输出功率将迅速减少。
电动机的启动过程将大为增加,启动过程温度过高。
电炉等电热设备的发热量降低。
危及电力系统运行的稳定性。
第二节电力系统的无功功率平衡与电压的关系
无功功率平衡,即
电源无功功率:
:发电机供应的无功功率
:调相机供应的无功功率
: 并联电容器供应的无功功率
: 静止补偿器供应的无功功率
无功功率损耗:

:变压器中的无功功率损耗
:线路电抗中的无功功率损耗
: 线路电纳中的无功功率损耗(属容性)。
电力系统无功功率平衡与电压水平有着密切的关系
图4-1 电力系统接线图
如果无功功率平衡:
且
若负荷无功功率增加,由于则随之增加,此时
,使增加,且发电机输出电压增量
于的增量则:
新的状态下达到平衡:
,将会使升高并且超过,此时:
负荷在高水平电压下运行,所需要的无功功率也在增加,新的电压水平下达到新的无功功率平衡:
,则负荷端电压将下降,低于,此时:
负荷在低水平电压下运行,所需的系统无功功率将减小,新的电压水平下达到新的无功功率平衡:
无功功率补偿要在负荷中心地区设置,以避免无功功率在电网中的大量传输。
图4-4 同步发电机的曲线
电力系统的无功功率电源有:
(1)同步发电机
同步发电机目前是电力系统中惟一的有功功率电源,它又是基本的无功功率电源。
,发电机的输出视在功率受制于励磁电流不超过额定值的条件,从而将低于额定视在功率。
,励磁电流的大小不再是限制的条件,而原动机输出功率成了它的限制条件。
因此,同步发电机只有在额定电压、额定电流、额定功率因数下运行时,视在功率才能达到额定值,发电机容量才能得到最充分的利用。
,定子电流和励磁电流大小都不再是限制条件,而此时并联运行的稳定性或定子端部铁芯等的发热成了限制条件。
由图可知,当电力系统中有一定备用有功电源时,可以将离负荷中心近的发电机低于额定功率因数运行,适当降低有功功率输出而多发一些无功功率,这样有利于提高电力系统电压水平。
(2)同步调相机及同步电动机
同步调相机是特殊运行状态下的同步电动机,可视为不带有功负荷的同步发电机或是不带机械负荷的同步电动机。
,它向电力系统提供感性无功功率。
,从电力系统中吸收感性无功功率。
,可以平滑地改变它的无功功率的大小及方向,从而平滑地调节所在地区的电压。
,即它所输出的无功功率随其端电压的下降而增加,这是其优点。
。因此充分发挥用户所拥有的同步电动机的作用,使其过激运行,对提高电力系统的电压水平也是有利的。
(3)静电电容器
静电电容器从电力系统中吸收容性的无功功率,也就是说可以向电力系统提供感性的无功功率,因此可视为无功功率电源。
可根据实际需要由许多电容器联接组成。因此,容量可大可小,既可集中使用,又可分散使用,并且可以分相补偿,随时投入、切除部分或全部电容器组,运行灵活。
电容器所输出的无功功率与其端电压的平方成正比,

式中—电容器地电抗;
—交流电的角频率
C—电容器的电容量
电容器安装节点电压下降时,其所提供给电力系统的无功功率也将减少,而此时正是电力系统需要无功功率电源的时候,这是其不足之处。
图4-5 静止无功补偿器工作原理
(4)静止无功功率补偿器(SVC)
静止无功功率补偿器(Static pensator,简称SVC)是一种发展很快的无功功率补偿装置。
(a):为SVC的简单原理图,它由电抗值可变的饱和电抗与并联电容组成。
(b):直线①为电容的电压-电流特性,折线②是饱和电抗的电压-电流特性
(c):合成电压-电流特性。
在正常额定电压情况下。
当负荷功率突然增加时,电压会突然下降,此时相位超前,电压的下降受到抑止。静止补偿器可以根据负荷的变化,自动调整