【正文】 過激與欠激三種不同運(yùn)行狀態(tài) 。 只要改變勵(lì)磁 ， 就可以平滑地調(diào)節(jié)無功功率輸出 ，單機(jī)容量較大 ， 調(diào)節(jié)性能好 ， 我國調(diào)相機(jī)一般裝在大型樞紐變電所 ， 以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性 。 缺點(diǎn)： 旋轉(zhuǎn)設(shè)備運(yùn)行維護(hù)比較復(fù)雜；增大系統(tǒng)短路時(shí)的短路電流；投資大 。 由于響應(yīng)速度較慢 ， 難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功控制的要求 ， 20世紀(jì) 70年代以來已逐漸被靜止無功補(bǔ)償裝置所取代 。 95 2022/5/27 ?靜電電容器 靜電電容器損耗小 ， 投資省 ， 運(yùn)行靈活 ， 適宜于分散使用 ， 用于補(bǔ)償系統(tǒng)的感性無功負(fù)載 。 靜電電容器供給的無功功率 Qc與所在節(jié)點(diǎn)的電壓 U的平方成正比 ， 即 Qc＝ U2/Xc= U2Bc =?cU2 式中 ， Xc＝ 1/?c為靜電電容器的電抗 。 當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓下降時(shí)， 它供給系統(tǒng)的無功功率將減少 。 因此 ， 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或由于其他原因電壓下降時(shí) ， 電容器無功輸出的減少將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降 。 換言之 ， 電容器的無功功率調(diào)節(jié)性能比較差 ， 但投資 、 運(yùn)行費(fèi)用小 ， 裝設(shè)靈活 、 方便 ， 實(shí)際運(yùn)行時(shí)可根據(jù)系統(tǒng)負(fù)荷的變化 ， 分組的投入或切除 。 96 2022/5/27 靜止無功補(bǔ)償器 （ Static Var Compensation，SVC） 屬于靈活交流輸電系統(tǒng) （ FACTS） 的家族 ， 是一種 動(dòng)態(tài) 無功補(bǔ)償裝置 。 ?晶閘管控制的電抗器固定電容型 （ TCR－ FC） ?晶閘管開關(guān)電容器型 （ TSC） ?飽和電抗器 （ SR） 型 SVC由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成， SVC在我國電力系統(tǒng)中將得到廣泛應(yīng)用。 97 2022/5/27 1） TCRFC型補(bǔ)償器 （ Thyristor Switched Reactor） T C R? ?C CfL2） TSC型補(bǔ)償器是用可控硅投切 的 電 容 器 組 （ Thyristor Switched Capacitor） 。 ? ? ? ? ? ?T S C典型的三種 SVC如圖所示 3） SR型補(bǔ)償器是用直流電流控制的飽和電抗器 （ . Control Saturable Reaction） 與固定電容器的并聯(lián)組合 。 C CfLSRSCC98 2022/5/27 電力系統(tǒng)中的無功負(fù)荷與無功損耗 一 ） 電力系統(tǒng)中的無功負(fù)荷 用戶與發(fā)電廠廠用電的無功負(fù)荷 （ 主要是異步電動(dòng)機(jī) ） ， 異步電動(dòng)機(jī)消耗 、 吸收無功 。 99 2022/5/27 二 ） 電力系統(tǒng)中的無功損耗 1. 線路無功損耗 （ 串聯(lián)電抗中的 無功功率損耗 （ 感性 ） 與并聯(lián)電納中的 充電功率 （ 容性 ）） 高壓及超高壓線路是一種數(shù)量可觀的無功功率電源 ， 其充電功率與 線路電壓的平方成正比 。 一般 35kV及以下架空線充電功率很小 ， 這種線路吸收無功 。 110kV及以上線路當(dāng)傳輸功率較大時(shí) ， 電抗中消耗的無功功率大于充電功率 ， 因而吸收無功；或當(dāng)線路負(fù)載較輕時(shí) ， 充電功率大于電抗中消耗的無功功率 ， 線路成為無功電源 ,有可能造成 ” 工頻電壓升高 ” ,需要在遠(yuǎn)距離輸電線的中途或末端加并聯(lián)電抗器 。 100 2022/5/27 2. 變壓器的無功損耗 （ 勵(lì)磁損耗與繞組漏抗損耗 ， 后者與受載大小有關(guān) 。 ） 一臺(tái)變壓器總的無功損耗 ， 在變壓器滿載時(shí)約為 11~12%SN。 比有功損耗大得多。（有功損耗一般 10%左右 ） 2GNP輸電線路的無功功率損耗 2II101 2022/5/27 （ 三 ） 電力系統(tǒng)的無功平衡與補(bǔ)償 所謂無功功率平衡 ， 就是要使系統(tǒng)的無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負(fù)荷和無功損耗相平衡 。 同時(shí) ， 為了運(yùn)行的可靠性及適應(yīng)系統(tǒng)負(fù)荷的發(fā)展 ， 還要求有一定的 無功備用 。 QB無功功率的備用容量，可取 7~8%最大無功負(fù)荷 無功補(bǔ)償容量的配置應(yīng)取 分區(qū)平衡 、 分級補(bǔ)償原則 。 實(shí)踐表明 ， 絕大多數(shù)電力設(shè)備都需要專門的無功補(bǔ)償措施 ，才能達(dá)到維持電壓水平的目的 。 B C LQ Q Q? ? ? ?102 2022/5/27 電壓控制的目的 ? 保持電網(wǎng)樞紐點(diǎn)電壓水平 ， 保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行； ? 保持供電電壓的正常范圍 ， 保證用戶的供電質(zhì)量； ? 減少網(wǎng)絡(luò)損耗； 三、電力系統(tǒng)中的電壓管理與調(diào)壓方法 電壓調(diào)整的基本措施★書 80頁 （ 1）調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓 Vg （ 2）適當(dāng)選擇變壓器的變比 （ 3）改變無功功率的分布 （ 4）改變輸電線路的參數(shù) 前提：無功電源充足 103 2022/5/27 在各種調(diào)壓手段中 ， 首先應(yīng)考慮發(fā)電機(jī)調(diào)壓 ， 因?yàn)樗恍枰ㄙM(fèi)額外的投資 。 改變發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流 ， 可以改變它們的內(nèi)電勢 ，從而調(diào)整母線電壓 。 利用發(fā)電機(jī)調(diào)壓范圍為發(fā)電機(jī)額定電壓的 5％ 。 對于不同類型的供電網(wǎng)絡(luò) ， 發(fā)電機(jī)調(diào)壓所起作用不同 （ 1） 由孤立的發(fā)電廠不經(jīng)升壓直接供電的 小型電力網(wǎng) ， 可以滿足負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要求 ， 不必另外增加調(diào)壓設(shè)備 。 （ 2） 對于線路較長 、 供電范圍較大 、 有多級變壓的供電系統(tǒng) ， 發(fā)電機(jī)調(diào)壓主要是為了滿足 近處地方負(fù)荷 的電壓質(zhì)量要求 。 （ 3） 對于由若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的電力系統(tǒng) ， 進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠需有相當(dāng)充裕的無功容量儲(chǔ)備 ， 一般不易滿足 。 另外調(diào)整個(gè)別發(fā)電廠的母線電壓 ， 會(huì)引起無功功率重新分配 ， 可能同無功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛盾 。 所以在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般只作為 一種輔助性的調(diào)壓措施 。 104 2022/5/27 2 改變變壓器變比或采用調(diào)壓變壓器調(diào)壓 先決條件 :電網(wǎng)的無功電源容量充裕 8182 頁 改變變壓器變比可以升高或降低次級繞組的電壓 。 改變變壓器的變比調(diào)壓實(shí)際上就是根據(jù)調(diào)壓要求適當(dāng)選擇分接頭 。 (1)無載調(diào)壓 6300KVA及以下的變壓器有三個(gè)分接頭為 UN177。 5% 8000KVA及以上的變壓器有五個(gè)分接頭為 UN177。 2 % 變壓器低壓側(cè)不設(shè)分接頭 。 對三繞組變壓器 ， 一般在高 、 中壓繞組設(shè)分接頭 。 (2) 有載調(diào)壓變壓器 有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)荷的條件下切換分接頭 ， 而且調(diào)節(jié)范圍也較大 ， 一般在 15％ 以上 。 目前我國暫定： 110kV的調(diào)壓變壓器有 7個(gè)分接頭 ， 即 UN177。 3 ％ ； 220kV的調(diào)壓變壓器有 9個(gè)分接頭 ， 即 UN177。 4 2％ 。 105 2022/5/27 Taps — Turns Ratio Adjustment The capability of adjusting the turns ratio of a transformer is desirable to pensate for variations in voltage that occur due to loading cycles, and there are several means by which the task can be acplished. There is a significant difference in a transformer that is capable of changing the ratio while the unit is online, referred to as a Load Tap Changing (LTC) transformer, and one that must be taken offline, or deenergized, to perform a tap change. 106 2022/5/27 3 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓 ?? 系統(tǒng)中無功電源不足需采用無功補(bǔ)償調(diào)壓。 無功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源， 但是無功功率沿電力網(wǎng)傳送卻要引起有功功率損耗和電壓損耗。 合理的配置無功功率補(bǔ)償容量，以改變電力網(wǎng)的無功潮流分布，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗和電壓損耗，從而改善用戶處的電壓質(zhì)量。 補(bǔ)償設(shè)備大致可分為： 并聯(lián)電容器 并聯(lián)補(bǔ)償 調(diào)相機(jī) 并聯(lián)在主電路中，提供感性無功功率 靜止補(bǔ)償器 串聯(lián)補(bǔ)償 串聯(lián) 在主電路中的 電容器 ，抵償線路中的感抗。 107 2022/5/27 21 222PRU QXUU ??? 21222 )39。 ( cPRU Q XUQU ? ???按調(diào)壓要選擇并聯(lián)無功補(bǔ)償量的基本原理 按調(diào)壓要求選擇無功補(bǔ)償設(shè)備容量 如圖為一簡單網(wǎng)絡(luò)，供電點(diǎn)的電壓 U1和負(fù)荷功率 P+jQ已給定，線路電容和變壓器的勵(lì)磁功率略去不計(jì)。 ? 2 2 2 2 2222239。 ( 39。 ) ( )39。cU P R Q X P R Q XQ U UX U U?? ??? ? ? ?????第二項(xiàng)很小 2 2 22239。 39。 39。( 39。 )cU U UQ U UXX?? ? ?選擇補(bǔ)償容量的基本原則：在滿足各種運(yùn)行方式下的調(diào)壓要 求下 ， 與其它調(diào)壓方式配合 ， 使補(bǔ)償容量最小 。 108 2022/5/27 ? 組合調(diào)壓 無功電源缺乏 ：靜電電容器 、 靜止補(bǔ)償器及調(diào)相機(jī) 。 無功充裕 ：調(diào)節(jié)變壓器抽頭。 發(fā)電機(jī)調(diào)壓幅度有限。 首選 109 2022/5/27 4 改變輸電線路參數(shù)調(diào)壓 （ 線路串聯(lián)電容 ， 減小無功損耗 ） 在線路上串聯(lián)接入靜電電容器 ， 利用電容器的容抗補(bǔ)償線路的感抗 ， 使電壓損耗中 QX/U分量減小 ， 從而可提高線路末端電壓 。在線路負(fù)荷功率因數(shù)較低 、 無功負(fù)荷份額大時(shí)有顯著作用 。 調(diào)壓的應(yīng)用范圍小于并聯(lián)補(bǔ)償 ， 用于 110KV及以下線路 。 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：電壓等級較高的輸電系統(tǒng)如 220KV及以上 。 P j Q?P j Q?i jR jX?R j X? cjX?jcUjUiUiU()a()b補(bǔ)償前 ijjP R Q XUUU???? ?ijCCjCP R QUU XUX? ???補(bǔ)償后 110 2022/5/27 四、電壓調(diào)節(jié)與頻率調(diào)節(jié)的比較 無功功率平衡的討論： 全局平衡和分地區(qū)平衡 ， 保證滿足以上總的平衡條件 ， 不一定滿足電壓要求 ， 還必需實(shí)現(xiàn) 局部 無功功率平衡 。 任何時(shí)候網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際產(chǎn)生和消耗和無功功率相等 。 無功功率不能遠(yuǎn)距離傳送 ， 必須分區(qū) 、 分 級 （ 就地 ） 平衡 。 電力系統(tǒng)的頻率由發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速?zèng)Q定 ， 相聯(lián)系統(tǒng)只有一個(gè)頻率 ， 是一個(gè) 全局問題 （ 統(tǒng)一性 ） ， 與電壓不同 。 總之 ， 無功平衡是一個(gè)比有功平衡更復(fù)雜的問題 。 一方面 ， 不僅要考慮總的無功功率平衡還要考慮分地區(qū)的無功平衡 ， 還要計(jì)及超高壓線路充電功率 、 網(wǎng)損 、 線路改造 、 投運(yùn) 、 新變壓器投運(yùn)及大用戶各種對無功平衡的影響 。 111 2022/5/27 Summary In steadystate operation both active power balance must be maintained and reactive power balance must be kept in such a way that the voltages are within acceptable limits. If the active power balance is not kept, the frequency in the system will be influenced, while an improper reactive power balance will result in the voltages in the system differing from the desired ones. Normally, the power system is operated so that the voltage drops along the lines are small. The node voltages of the system will then almost be equal. In this case, the transmission system is effectively used. The voltage magnitudes can thus be controlled to desired values by the control of the re