电力系统的无功功率和电压调整PPT课件

6.1.2 无功功率电源* ——并联电抗器与调相机
• 并联电抗器：
输出无功与电压有关，只发容性无功，用于超高压、 长距离、轻载线路。投资小，经济性好。不可连续调 节，不能作为动态无功电源。
• 调相机：
过激运行，发感性无功；欠激运行，吸收感性无功。 输出无功与U无关，可连续调节，但投资大，运行维 护困难。
TSC：通过晶闸管开关的切换，调节其吸收的IC（即 输出IL ），可频繁投切；只能输出IL 。用得很少。
S电R容：器根，据可SR吸的可伏发安IL特。性用，得自很动少调。节其吸收的IL。结合
U 吸 收 IL U
6.1.2 无功功率电源*
——静止调相机的等值电路
静止调相机/静止无功发生器/静止无功同步补偿器
接大系统 并联电容器 并联调相机 并联饱和电抗器
无功和电压调节与有功和频率调整的区别
有功电源：只有发电机组，单一性。 无功电源：发电机组，无功补偿装置（电容器组、电 抗器组、调相机、静止补偿器等）（变电站），多样 性。
有功电源供应有功功率和电能需要消耗一次能源。无 功电源不消耗一次能源。
全系统频率相同，频率调整集中在发电厂，调频手段 只有调整原动机功率一种。电压水平则全系统各点不 同，而且电压调整可分散进行，调压手段也多种多 样。 ——电压无功调整的基本原则：分层分区调整与 无功的就地平衡
Statcon / SVG / Statcom
输出Q与U无关，可快速连续调节感性或容性无功；投
资大，技术不成熟。 A
U A
I
I
k：1 a
jX L
逆变器
k：1
U
C
SR
Umin SR+CSC
0 ICmax TCR
ILmax
I
IC
0 IL
IC 0 IL
I
TSC
SR
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）特点
输出无功仍然与电压有关，但可连续快速调节，可作 为动态无功电源。
TCR：通过TCR 中晶闸管开关的控制，连续调节其吸 收于的50I0Lk；V结电合网电，容以器提，供可动吸态可无发功I电L 。源投。资大，主要用
10%
50%
器 激磁: QYT =1I00%0 SNT
1~2% 7%
感 性 无 功
多电压级网络，变压器的无功损耗很大，远大于有功损耗
6.1.2 无功功率电源*
发电机与并联电容器 并联电抗器与调相机 静止无功补偿器（SVC）－Static Var Compensator
——静止补偿器（SVC）的类型 ——静止补偿器（SVC）的等值电路 ——静止补偿器（SVC）的伏安特性 ——静止补偿器（SVC）特点 静止调相机（STATCON）—Static Condenser ——静止调相机的等值电路 ——静止调相机的无功调节原理 电容器、调相机、静止补偿器的比较 见书Page-223
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）的类型
TCR：晶闸管控制电抗器型 SVCTSC：晶闸管开关电容器型
SR：饱和电抗器型
SVC：Static Var Compensator； TCR：Transistor Controlled Reactor TSC ：Transistor Switched Capacitor； SR ：Saturated Reactor
6.1.1 无功负荷和无功损耗 ——无功损耗
jQL
j
P2 Q2 U2
XL
线路电抗消耗的感性无功
线
jQL jb1lUN2 线路对地电容消耗的容性无功
路
0 线路传输功率S=自然功率
QQL QL >0 <0
S>自然功率
S<自然功率 单个
额定负载 五级变压
变 压
绕组：QZT
Uk1%00SNT
(
S SNT
)2
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）的等值电路
C C滤
波 Lf 器
（a）TCR型
（b）TSC型
晶闸管代替 机械开关
SR CSC
CC Lf
（b）SR型
不可控，限制电 压波动
6.1.2 无功功率电源* ——静止无功补偿器（SVC）的伏安特性
U
C Umin
U
n=1 TCR n=3 n=2
第六章 电力系统的无功功率和电压调整
主要研究内容及其相互关系 引言：Q～U与P～f的区别 6.1 电力系统中的无功功率平衡 6.2 电力系统中无功功率的最优分布 6.3 电力系统的电压调整—电压管理和借发
电机、变压器调压 6.4 电力系统的电压调整—借补偿设备调压
和组合调压
主要研究内容及其相互关系
无功和电压管理的目的：保证电压质量，降低有功损耗 无功和电压的管理方法
无功平衡与优化 电压调整
条手 目 方 计
件段 标 式 算
方
法
可预 发电 中枢 逆调
见性 机、 点电 压、
的电 变压 压满 顺调 变压
压变 器、 足要
动
无功 求
压、 常调
器、 无功
补偿
压
补偿
设备
设备
电压波动限制
条
手
件
段
随机 冲击 性的 电压 波动
6.1.2 无功功率电源*
——发电机与并联电容器
发电机：
通过改变励磁电流，可连续 调节无功，且可吸可发感性
P SN
PN
无功，不需额外投资。
Q<0,吸QL
QN Q>0,发QL
并联电容器：
QC＝BCU2 ， 输出无功与电压有关，电压越高，输出
无功越大，不利于无功调节；只发感性无功，投资小， 经济性好。不可连续调节，不能作为动态无功电源。
6.1.2 无功功率电源 6.1.3 无功功率的平衡（满足电源功率因数的要求） 6.1.4 例6-1（Page-225）-无功补偿的作用
6.1.1 无功负荷和无功损耗 ——无功负荷
照明、电热，消耗感性无功QL小。 同步电动机，有励磁绕组，通过励磁电流的调
节，可以调节其输出无功的大小。过激运行， 发 例Q小L。；欠激运行，吸收QL 。在综合负荷中比 异 大步 。电动机，消耗QL ，在综合负荷中比例很 综合负荷功率因素，0.6～0.9，滞后（感性无 功）
电网中，无功损耗远大于有功损耗。
无功损耗远大于有功损耗
P
P2 Q2 U2
R
Q
P2 Q2 U2
X
X
基本概念 常用的无功电源有哪几类？各自有何主要特点 （范围、控制方式、与电压的关系、单位投资、 维护费用、反应速度）？
6.1.1 无功负荷和无功损耗 ——无功负荷 ——无功损耗