电力系统稳态分析(课堂PPT)

➢ 发电机端电压的调节受发电机无功极限的限制，达到极限时 则不能进行调压
➢ 发电机端电压允许调节范围：0.95~1.05UN，若端电压低于 0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小
适用范围：发电机直供的小系统；对于大系统，尤其是线 路很长且有多级电压的电网，需和其它调压方法相配合
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5.2.4 改变变压器变比调压
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5.2.2 中枢点电压管理
➢ 电压监视中枢点 选择有代表性的节点，监视和控制其电压，若中枢点电压满足要求， 其邻近节点电压基本也能满足要求 中枢点一般选择区域性电厂的高压母线，有大量地方性负荷的电厂 母线及枢纽变的二次母线
➢ 中枢点电压控制 根据中枢点周围节点对电压偏移的要求，确定中枢点电压允许
价格高、运行维护复杂。选择时，可按调压要求和负荷变化情
况，确定所需分接头调节范围和每档分接头的调节量
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5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
➢并联补偿－同步调相机、静止补偿器、并联电容器
能减小线路和变压器输送的无功及电压损耗，提高电网电压水
平，能减小电网功率损耗。 等值电源S
变压器T U2
未 加 并 联 补 偿 时
➢普通升压变压器
T3
U2U1U
KU1U Ut1 Ut2
Ut1max
U1maxUmax U2
Ut2
Ut1min
U1minUmin U2
Ut2
.
G
U2
U1
U
Ut1
Ut1max
Ut1min 2
8
5.2.4 改变变压器变比调压（续3）
➢三绕组变压器分接头电压的计算 一般三绕组变压器的高、中压绕组侧有分接头可供选择使用，低压
较大的情况。
– 顺调压：高峰负荷时，允许中枢点电压有所降低
（限值102.5%UN）；低谷负荷时，允许中枢点电压有 所升高（限值107.5%UN ）。适合于小型网络、供电
线路不长、负荷波动不大的情况。
– 常调压：在任何负荷下，保持中枢点电压为一基本
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5.2.3 应用发电机调节电压
➢ 现代同步发电机可以在额定电压的95~105%范围内保持额定 功率运行。改变励磁调节器的电压整定值可改变端电压，并 改变发电机的无功输出
线路l
P+jQ
U1
U2
PRQX U2
jQC
k :1
Var
加 装 并 联 补 偿 时 U1kU2 jxl
rT jxT
U 2 kU 2 P+jQ
P j(Q QC )
绕组无分接头。 计算方法可分两次套用双绕组变压器分接头的选择方法：
1) 首先按低压侧的调压要求，由高、低压两侧之间确定出高压侧分 接头。 2) 按中压侧调压要求，在高压和中压之间确定中压侧分接头。 3) 最后校验中压侧和低压侧的调压效果是否满足要求。
➢有载调压变压器分接头电压的计算
可带负荷改变分接头，调节速度快且便于实现自动化，但
k U t1 Ut2
U1
k :1
U2
P jQ
R jX
（忽略变压器励磁支路）
U 1 U U 2
k :1 U 2
P jQ
R jX
Ut1
Ut1max
Ut1min 2
选 择 一 个 最 接 近 计 算 值 的 分 接 头 ( t 1 ) ， 并 校 验 ： 最大负荷:U2max
U2max kt1
变化范围
中枢点
C
U CA U CB
UC
A
B
0
为满足UA上限的UC UC
为满足U A上限的U C
不可控
为满足U B下限的U C
为满足U B下限的UC
(时)
8
.16 24 0
8
16
(时)
234
• 中枢点调压方式：
5.2.2 中枢点电压管理（续1）
– 逆调压：高峰负荷时，将中枢点电压调高（限值
105%UN）；低谷负荷时，将中枢点电压调低（限值 UN ）。适合于大型网络、供电线路较长、负荷波动
通过选择变压器的分接头，改变变压器的变比，进而改变 二次绕组的电压，调整二次母线的电压。
变压器分接头设在高压侧（二绕组变压器）或高、中压侧 （三绕组变压器），对应于额定电压的分接头称为主接头或 主抽头。
变压器改变分接头的方式：
– 带负荷改变分接头，称为有载调压变压器 – 无载调压变压器
只有当系统无功功率电源容量充足时，改变变压器变比调
U’2min;
U2'
U1
PRQX U1
2)根据U’2max 、U’2min求最大负荷、最小负荷对应的分接头电压；Ut1
U1U2UUt2
3）求最大负荷、最小负荷对应的分接头电压的平均值，选择一个与计算值
最接近的分接头电压；
4）用 U’2max 、U’2min和选定分接头电压求U2max 、U2min，之后再校验。
第5章 电力系统的无功功率和电压控制
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5.2 电力系统的电压控制
5.2.1 电压控制的必要性
–电压降低时，发电机定子电流增大，为防治发电机过热，需减 少发电机出力； –电压降低时，异步电动机转差率增大，导致绕组电流增大，效 率降低，寿命缩短，机械输出功率减小；对发电厂厂用电机而 言，会影响汽轮机和锅炉的工作，进而影响发电机的出力；更 严重的是导致电动机启动过程增长，可能会烧毁电动机； –电压降低将使电网功率损耗和电压损耗增大，还可能危及电力 系统运行的稳定性，甚至引起电压崩溃，造成大面积停电。 –电压过高可能引起电气设备绝缘击穿； –电压偏移影响照明设备的寿命和发光效率：过高则寿命减少， 过低则光通量、发光效率减少；
压才能奏效
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5.2.4 改变变压器变比调压（续1）
➢ 普通两绕组降压变压器分接头选择
U 2 U k 2 U U 1 t1 /U U t2 U t1 U 1U 2 U U t2
对无载调压变压器，按最大和最小负荷 时的分接头电压平均值选择分接头
U t1 m axU 1 m ax U 2 R U m ax U t2U U 2 m 2R ax U t2 U t1 m in U 1 m in U 2 R U m in U t2 U U 2 2 m R in U t2
各 种 负 荷 条 件 下 ， 要 求 U 2 R m i n U 2 U 2 . R m a x
最小负荷:U2min
U2min kt1
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5.2.4 改变变压器变比调压（续2）
➢ 普通两绕组降压变压器分接头选择步骤：
1）按给定的最大负荷Smax、最小负荷Smin及已知的一次电压，计算U’2max 、