文档介绍：电力系统中电压与无功功率控制
摘要:电压是衡量电能质量的一个重要指标。保证用户处的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一。但是在电力系统的正常运行中,用电负荷和系统运行方式是经常变化的,由此引起电压发生变化,不可避免地出现电压偏移。而电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡,系统中各种无功电源的无功功率输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求,否则就会偏离额定值。
关键词:电力系统无功功率控制电压
1、前言
{随着清洁生产工作的逐渐开展,本着“节能,降耗”的主题。关于燃机电厂10KV线路无功功率补偿的设想及理论依据。}电力系统中实际电压偏高或者偏低,对运行中的用电设备都会造成不良影响。要保证用户在任何时刻都能在额定电压下工作是不现实的。系统如何有效可靠的平稳运行,体现于无功功率控制的重要。
2、无功功率的产生与作用
在交流电路中,由电源供给负载的电功率有两种:一种是有功功率,一种是无功功率。
无功功率用于电路内电场与磁场的交换,并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。它不对外作功,而是转变为其他形式的能量。无功是相对于有功而言的,比较抽象,不能说无功是无用之功,凡是有电磁线圈的电气设备,要建立磁场,就要消耗无功功率。没有这部
分功率,就不能建立磁场,电动机,变压器等设备就不能运转。其物理意义是:电路中电感元件与电容元件正常工作所需要的功率交换。
在正常情况下,用电设备不但要从电源取得有功功率,同时还需要从电源取得无功功率。如果电网中的无功功率供不应求,用电设备就没有足够的无功功率来建立正常的电磁场,那么,这些用电设备就不能维持在额定情况下工作,用电设备的端电压就要下降,从而影响用电设备的正常运行。
3、无功功率控制的重要性
对于上图简单电力系统??得出其向量图
由向量图得:
Eqsin?UEqIXcos??U??sin? P?UIcos??U?XXX
Q?UIsin??U?Eqcos??UUIXsin??(Eqcos??U) ?U?XXX
QX
U?U?Eqcos??U?
上面第三式中的?U即为电压损耗,其大小取决于无功功率Q以及网络参数X (分母U可近似认为是额定电压不变)。
当无功负荷Q增加,则电压损耗?U增大,电压U下降,如此时增大发电机励磁,使Eq增大,则可抵消?U的增加,使U保持不变,反之亦然。
上面第二式可近似认为cos??1,Q与U为近似的二次曲线关系,即电力系统无功电压静态特性。
电力系统的无功功率负荷:异步电动机。其无功电压特性也可用二次特性表示。如下图:
其中:
曲线1 :负荷的电压无功特性;
曲线1’:无功负荷增大时的电压无功特性;
曲线2 :电网的电压无功特性;
曲线2’:增大Eq后的电网电压无功特性;
A点为平衡点。当无功负荷增加→曲线1变为曲线1'。如果Eq不
变,则新的平衡点为A',电压下降;如增大Eq则曲线2变为曲线2'则新的平衡点为C点,电压保持不变。
结论:
(1)电网电压水平,靠无功功率平衡维持。
(2)无功功率平衡:系统无功出力应等于额定电压下的无功损耗与负荷无功功率之和。
(3)系统无功平衡原则:就地平衡。