电力线路采用串联电容补偿复习过程
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电力系统分析
《电力系统分析》课程复习资料一、单项选择题：1.在电力系统的构成中，完成电能生产的是 [ ]A.变电所B.发电厂C.输电线路D.电力用户2.电气化铁路接触网的供电电压等级为 [ ]A.10kVB.35kVC.110kVD.25kV3.在架空线路的结构中，起到将雷电流引入大地以保护电力线路免受雷击的是 [ ]A.避雷线B.杆塔C.导线D.绝缘子4.缩短电气距离，也就是减小各电气元件的阻抗，主要是 [ ]A.电阻B.电抗C.电导D.电纳5.关于调频任务的分配，用发电机组调频器进行调节的属于 [ ]A.频率的一次调整B.频率的二次调整C.频率的三次调整D.频率的四次调整6.在电力系统的构成中，完成电能变换的是 [ ]A.变电所B.发电厂C.输电线路D.电力用户7.根据电气化铁路供电额定电压和电压等级，牵引变电所出线的电压等级为 [ ]A.10kVB.35kVC.27.5kVD.25kV8.由输电设备、变电设备和配电设备组成的网络称为 [ ]A.电力网络B.电力系统C.动力系统D.发电系统9.在架空线路的结构中，起到将使导线和杆塔间保持绝缘的是 [ ]A.避雷线B.杆塔C.导线D.绝缘子10.电力系统的电气参数中，电抗的符号表示为 [ ]A.RB.XC.GD.B11.下列哪项不属于潮流计算的任务？ [ ]A.给定的网络接线B.功率分布C.功率损耗D.未知的节点电压12.关于调频任务的分配，用发电机组调速器进行调节的属于 [ ]A.频率的一次调整B.频率的二次调整C.频率的三次调整D.频率的四次调整13.工厂电力网是按下列哪种基本方法选择导线截面？ [ ]A.按容许电压损耗B.按电晕临界电压C.按经济电流密度D.按机械强度的要求14.在电力系统的构成中，完成电能输配的是 [ ]A.变电所B.发电厂C.输电线路D.电力用户15.在架空线路的结构中，起到支撑导线和避雷器的是 [ ]A.避雷线B.杆塔C.导线D.绝缘子16.下图中的曲线P2属于哪种负荷？[ ]A.第一种负荷B.第二种负荷C.第三种负荷D.第四种负荷17.正常情况下，我国规定频率允许的偏移范围为 [ ]A.50±0.1～0.2HzB.50±0.1～0.5HzC.50±0.2～0.5HzD.50±0.2～1.0Hz18.下列哪种无功功率电源是只能发无功功率的发电机？ [ ]A.同步发电机B.同步调相机C.并联电容器D.静止补偿器19.衡量一个电力系统的规模和大小, 通常不包括以下哪个参数基本参量？ [ ]A.电力系统的总装机容量B.电力系统的年发电量C.最大负荷D.最高电流等级20.在架空线路的结构中，起到传输电能作用的是 [ ]A.避雷线B.杆塔C.导线D.绝缘子21.一般三根分裂导线的单位阻抗为 [ ]A.0.4Ω/kmB.0.33Ω/kmC.0.3Ω/kmD.0.28Ω/km22.架空线路长度在100～300km，电压等级在110～220kV的线路属于 [ ]A.中等长度电力线路B.短电力线路C.长线路的电力线路D.远线路的电力线路23.分裂导线的单位长度电抗值与下列哪项无关？ [ ]A.分裂导线的分裂数B.导线的长度C.分裂导线的等值半径D.导线的几何均距24.在电力系统的构成中，完成电能使用的是 [ ]A.变电所B.发电厂C.输电线路D.电力用户25.关于对电力系统运行的基本要求描述错误的是 [ ]A.保证可靠的持续供电B.保证良好的电能质量C.保证电能大量储存D.保证系统运行的经济性26.关于电力系统的负荷,供电负荷加上发电厂厂用消耗的功率是指 [ ]A.电力系统的综合用电负荷B.电力系统的供电负荷C.电力系统的发电负荷D.电力系统的总负荷27.关于电力系统负荷的描述，所有电力用户的用电设备所消耗功率的总和是指 [ ]A.电力系统的综合用电负荷B.电力系统的总负荷C.电力系统的供电负荷D.电力系统的发电负荷28.低频运行的危害不包括下列哪项？ [ ]A.发电厂的安全B.用户的工作和产品质量C.负荷的容量D.系统的经济运行29.在电力系统中，改变用户端电压的调整措施不包括下列哪项？ [ ]A.改变系统频率B.改变变压器变比C. 改变功率分布D.改变网络参数30.下列哪项指标不能评定电能质量的因素？ [ ]A.频率B.电压偏移C.电压波形D.电流偏移31.在架空线路的结构中，用来固定、悬挂、连接和保护架空线路各主要元件的金属器件的是 [ ]A.避雷线B.杆塔C.金具D.绝缘子32.五个基准值中，一般选取哪两项作为基准值？ [ ]A.功率和电流B.功率和电压C.电压和电流D.阻抗和电压33.下列哪项参量不能衡量一个电力系统的规模和大小？ [ ]A.电力系统的总装机容量B.电力系统的年发电量C.电能质量D.最大负荷34.下列哪项是大电流接地方式的优点？ [ ]A.经济性差B.供电可靠性好C.安全性好D.绝缘费用高35.电力网的年运行费不包括下列哪些？ [ ]A.设备的折旧费B.设备的维护管理费C.设备的小修费D.设备的建设费用二、判断题：1.动力系统是在电力网络的基础上，加上发电厂的动力部分。
电力线路采用串联电容补偿
• 电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例
如 :35kV 及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超过 10%;10kV及以下在±7%以内。
第二节 电力系统的无功功率平衡
•电压是衡量电能质量的重要指标。 •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出力应能满足系统负荷 和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则 电压就会偏离额定值。 •常见的无功负荷有异步电动机、变压器、电力线路。 •常见的无功电源有同步发电机、同步调相机、静电
i f i fN
以O为圆心，OC为半径做弧CD ③可发有功功率 PG PGN
E
以直线EC表示额定功率轨迹
当系统中无功电源不足，而有功 备用容量又较充足时，可将负荷 中心的发电机降低功率因数运行， 多发无功以提高系统的电压水平。
D F
图5 发电机的P-Q极限
二、无功功率电源
发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的功率受到以下 因素的限制：
二、无功功率电源
4. 静止补偿器
•静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成 •电容器可发出无功功率，电抗器可吸收无功功率，两者结合 起来，再配以适当的调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸 收）的无功功率。 •静止补偿器的全称为静止无功功率补偿器（SVC），有各种不 同的型式，目前常用的有晶闸管控制电抗器型（TCR型）、晶 闸管开关电容器型（TSC型）和饱和电抗器型（SR型）三种。
补偿器SR
b.电压达到或超过额定电压时，铁心急剧饱和，感抗接近 零，从外界大量吸收无功功率，使母线电压降低；
c.在额定电压，电抗器吸收的无功功率随电压变化从而达 到稳压目的。
二、无功功率电源
2）固定连接电容器（Fixed Capacitor）加可控硅控制电 抗器（Thyristor Controlled Reactors）
华东电网持证上岗考试复习题(稳定部分)
华东电网持证上岗考试复习题（稳定部分）（下划线为填空，括号内为答案）1. 合理的＿＿＿＿（电网结构），是保证电力系统安全稳定运行的客观物质基础，其基本内容是执行电网＿＿（分层）和＿＿（分区）的原则。
2. 在可能发生发电机自励磁的系统中，可采用＿＿＿＿（并联电抗器），在线路末端联接变压器或改变运行方式，从而改变系统运行参数，使阻抗＿＿（小于）线路容抗。
3. 快速切除线路与母线的短路故障，是提高电力系统的＿＿＿＿（暂态稳定）的最重要的手段。
4. 电力系统的暂态过程有三种：即＿（波）过程、＿＿＿＿（电磁暂态）过程和＿＿＿＿（机电暂态）过程。
5. 同步发电机的振荡包括＿＿（同步）振荡和＿＿（异步）振荡。
6. 电磁环网是指不同＿＿＿＿（电压等级）运行的线路,通过＿＿＿（变压器）电磁回路的联接而构成的环路。
7. 当发电机组接空载长线路或串联电容补偿度过大的线路上容易发生＿＿＿（自励磁）。
8. 提高电力系统安全稳定水平的三项基本条件是（1）合理的＿＿＿＿（电网结构）；（2）对所设计或所运行的电力系统进行全面的研究分析，掌握系统情况，并采取了各种切实可行的＿＿（技术）措施和＿＿（管理）措施，保障电力系统的安全稳定运行。
（3）建立保证电力系统安全稳定运行的＿＿＿＿（最后一道）防线。
9. 华东电网稳定运行规定主要依据《＿＿＿＿＿＿＿＿（电力系统安全稳定）导则》和《华东电网＿＿＿＿＿＿＿＿（安全稳定计算管理）暂行规定》。
10. 100MW及以上容量机组的失磁保护和失步保护按调度管辖范围，经有关＿＿＿＿（调度部门）核定后，必须投入运行。
11. 500kV线路高频保护停，要求＿＿（线路）陪停。
500kV母线差动保护全停，要求＿＿（母线）陪停。
12. 500kV线路单相重合闸时间，堡任5231为＿＿＿（1.0）秒、堡上5233、5234为＿＿＿（1.0）秒、任上5237、5238为＿＿＿（1.2）秒、上江5241、5242为＿＿＿（1.0）秒、盐泰5255、盐兴5256为＿＿＿（1.0）秒。
电力系统暂态分析总复习
•
•
Uf Uf 0Zff If
•
•
Uf zf I f 0
•
If
•
Uf0
Z ff z f
第四章 电力系统运行稳定性的基本 概念和各元件的机电特性
第一节 电力系统运行稳定性的基本概念
第二节 同步发电机组的机电特性 第三节 发电机励磁系统与原动机系统
数学模型
第一节 电力系统运行稳定性 的基本概念
3
12
12
12
派克变换实现了不同坐标系电流 的等价变换
派克变 换矩阵
idq0 Piabc
iaR uq R
0
id iq
pd pq
11ssqd
u0
R
i0
p0
0
uf
Rf
if
pf
0
0 0
0
RD
RQ
（一）列出系统状态变量偏移量的线性状态方程
dδ dt
ω 1ω0
dω dt
1 TJ
PT
E qU xd
sinδ
0
1
dδ( δ) dt
dδ dt
ωω 0
d( 1ω) dt
dd tωT1J PT
EqUsi xd
nδ(0 δ)
PeE xq dU sin δ0 (δ)E xq dU siδn0ddP δe0δ21!dd2δP 2e0δ2 E xq dU siδn0ddP δe0δP0PePTPe
第二节 同步发电机组的机电特性
重点：
发电机转子运动方程 掌握发电机组的惯性时间常数及物理意义。 推导隐极机以Eq、E’q、E’、UG表示的有功功率表达式 功率极限、暂态磁阻功率的概念 隐极机、凸极机功率极限的区别
电力系统分析重点复习资料
第一章1）电力系统的综合用电负荷加上网络中的功率损耗称为（D）D、供电负荷2）电力网某条线路的额定电压为Un=110kV，则这个电压表示的是（C、线电压3)以下（A）不是常用的中性点接地方式。
A、中性点通过电容接地4）我国电力系统的额定频率为（C）C、50Hz5）目前,我国电力系统中占最大比例的发电厂为（B）B、火力发电厂6）以下（D）不是电力系统运行的基本要求。
D、电力网各节点电压相等7）一下说法不正确的是（B）B、水力发电成本比较大8）当传输的功率（单位时间传输的能量）一定时，（A）A、输电的压越高，则传输的电流越小9）对（A）负荷停电会给国民经济带来重大损失或造成人身事故A、一级负荷10）一般用电设备满足（C）C、当端电压增加时，吸收的有功功率增加第二章1）电力系统采用有名制计算时，三相对称系统中电压、电流、功率的关系表达式为（A）A．S=3UI2）下列参数中与电抗单位相同的是（B）B、电阻3）三绕组变压器的分接头，一般装在（B）B、高压绕组和中压绕组4)双绕组变压器，Γ型等效电路中的导纳为（A） A．GT -jBT5）电力系统分析常用的五个量的基准值可以先任意选取两个，其余三个量可以由其求出，一般选取的这两个基准值是（D） D.线电压、三相功率6）额定电压等级为500KV的电力线路的平均额定电压为（C） C. 525kV7)已知某段10kV的电压等级电力线路的电抗X=50Ω，若取SB=100MVA，UB=10kV，则这段电力线路的电抗标幺值为（B）A、X*=50Ω B、X*=50 C、X*=0.5 D、X*=58）若已知变压器的容量为SN，两端的电压比为110/11kV。
则归算到高端压，变压器的电抗为（C）C.XT =UK%/100 X 1102/SN9）下列说法不正确的是（D） D.电阻标幺值的单位是Ω10）对于架空电力线路的电抗，一下说法不正确的是(B) B.与电力网的频率有关第三章1）电力系统潮流计算主要求取的物流量是 (A)A.U* ,S~ B.U* ;I* C.I*;S~ D Z ,I*2）电力线路等效参数中消耗有功功率的是（C)A.电纳 B.电感 C.电阻 D .电容3）电力线路首末端点电压的向量差称为（C）C.电压降落4）电力线路主要是用来传输（C）C.有功功率5)电力系统某点传输的复功率定义为（D）A.UI B.U。
电压稳定与控制复习题
1、电力系统静态稳定性分析（小干扰稳定）线性化、全特征值分析法、降阶选择模式分析法、全维部分特征值分析法、低频振荡、小扰动稳定1.1 、电力网：由变压器和不同电压等级输电线路组成的网络。
2、电力系统暂态功角稳定性分析数值解法、直接法（EEA法、暂态能量函数法）、电力系统电压稳定性分析、电力系统频率稳定性与控制3、电力系统次同步谐振分析次同步谐振（SSR、轴系扭振、简单电力系统次同步谐振分析（串联电容）、多机系统次同步谐振分析4、电力系统稳定分析与控制暂态稳定、小干扰稳定、次同步谐振、电压稳定5、变电所分类：枢纽变电所、中间变电所、地区变电所和终端变电所。
6、电力系统的定义：由发电机、变压器、输电线路以及用电设备（或发电厂、变电所、输配电线路以及用户），按照一定的规律连接而组成的统一整体。
6.1 、电力系统的特点：电能不能大量存储；过渡过程十分短暂；对供电可靠性和电能质量要求很高；电力系统的地区性特点较强。
7、对电力系统的要求：安全、可靠、优质、经济。
8、电能质量的五项指标：电压偏差、频率偏差、谐波含量、电压波动与闪变、三相不平衡。
9、电力系统三道防线：继电保护（切除故障）；稳定控制装置（切除发电机和切除负荷等）；解列、低频减载、低压减载。
10、FACT定义：建立在电力电子或其它静止型控制器基础之上的、能提高可控性和增大电力传输能力的交流输电系统。
11、FACT的目的：提高输电系统的可控性、保证电能质量，并能增强系统传输能力。
12、FACT设备对电网的好处：按照要求控制潮流；增加线路的负荷容量，使其发挥到热容规定的数值；通过提高暂态稳定性限制、约束短路电流和过负荷、处理好级联负荷拥塞瓶颈，以及抑制系统和发电机的电磁振荡等措施来增强系统的安全性；与邻近区域和邻近用户之间建立起安全连接的纽带，减少双方整体备用发电机组的需求；在确定新的发电机组安装地点时具有更大的灵活性；线路得到升级；减少无功功率潮流，使线路能够传输更多的有功功率；将发电机的运行成本降到最低，提高了发电厂的利用率。
《电力系统分析》复习题及答案
《电力系统分析》复习题1一、填空题1、电力网络主要由电力线路和（ 变压器或变、配电装置或变电所 ）组成。
2、电能生产最基本首要的要求是( 保证安全可靠持续供电 )。
3、连接额定电压分别为220kV 和35kV 两个电力网的一台降压变压器，变压器的两侧均接线路，则此变压器的变比为（ 220/38.5或5.7 ）。
4、在我国110kV 以上电力系统的中性点运行方式一般为（直接接地）。
5、电压降落指元件两端电压的（相量差）。
6、在电磁环网中，由于变压器变比不匹配而产生的功率称为（循环功率；）。
7、电力系统频率的一次调整，通过调节发电机组上的（调速器）完成。
8、双绕组变压器的分接头在（ 高压绕组 ）侧。
9、短路冲击电流指的是（短路电流最大可能的瞬时值）。
10、经过派克变换后同步发电机等效的dd 、qq 绕组之间的互感为（0）。
二、单项选择题1、电导是反映电流流经导线而产生的__D__的参数。
A 热效应；B 磁场效应；C 电场效应；D 电晕和漏磁损耗 2、100km 的架空线属于___B____。
A 长线；B 短线；C 中等长度线；D 都不对3、长线路、重负荷的中枢点采用的调压方式是____B_____。
A 顺调压 B 逆调压 C 常调压4、潮流方程是由____B_____推导得来的。
A 回路电流方程；B 节点电压方程；C 支路电压方程；D 割集方程 5、P-V 节点是_______B_____的节点。
A 节点的有功功率和电压未知；B 节压已知；C 节点的电压和相角未知；D 节点的电压和相角已知6、高压电网中，电能传输时产生的电压损耗主要是____D______引起的。
A 有功电流流过电阻；B 有功电流流过电抗；C 无功电流流过电阻；D 无功电流流过电抗7、短路后没有零序电流的不对称短路是___B______。
A 单相短路；B 两相短路；C 三相短路；D 两相短路接地8、电力系统进行潮流的调整和控制措施，错误的是____D_____。
输电线路串联电容器补偿研究
输电线路串联电容器补偿研究摘要：串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。
然而，串联补偿装置的存在破坏了传输线路的均匀性，容性阻抗的存在使电压和电流的相位发生变化，进而影响保护的动作特性。
文章首先介绍了串联电容器补偿的作用和应用特点，然后分析了串联电容器补偿对线路保护的影响，最后结合福建省电力有限公司电业局实践简要介绍了国内外主流厂家针对串联补偿对线路保护的影响提出的解决办法。
关键词：串联电容器；补偿；线路保护；影响串联电容补偿技术是一种提高交流输电线路稳定极限的经济而有效的手段。
在线路上加装串联补偿能大幅度提高线路的输送能力和输电系统的稳定性，从而确保电网安全、稳定、经济运行，因而在电网建设及改造中日益得到重视，串联补偿技术已经成为建设“智能电网”的有效途径。
目前我国已经在南方电网500 kV天广双回线路、华北电网大房500 kV双回线路、阳城电厂500 kV送出线路等工程中装设了串联电容补偿装置并投入运行。
随着电网规模的不断发展，为提高输送容量，提高稳定极限，对串补技术的应用也将逐渐增加，还有大量输电线路计划加装串联电容补偿装置。
特别是在远距离、大容量坑口电厂的送出线路中，串补及可控串补技术将得到更大范围的应用。
然而，线路上装上串联电容器补偿后会破坏线路阻抗随短路故障点距离增长而增加的简单关系，可能引起线路保护超越动作或失去方向性。
分析研究串联补偿对继电保护的影响，有利于保障工作实践中串联补偿线路工程的实施，文中，笔者将对串联电容器补偿对线路保护的影响重点展开分析。
1 串联电容器补偿的作用串联电容补偿装置是串联在输电线路中以补偿线路感抗，由电容器及保护设备、控制设备等组成的装置。
在输电线路上加入串联电容器对电力系统稳定有较大作用，具体表现如下几个方面：①能够减小线路感抗，缩小两端电势间的相角差，从而获得较大稳定裕度和较高传输容量。
提高电力系统的稳定性，增加系统输送能力。
电力生产复习资料
电能生产过程复习题一、填空题1、能源按照生成方式可分为______ 和_______ ，按照其是否能够再生循环使用，可分为可______ 和______ 。
2、发电厂是把___________ 转换成_______________ 的工厂。
3、在配电装置中，母线起______ 和______ 电能的作用。
4、一个半断路器接线中，每一串采用______ 个元件用________ 台断路器接往两组母线。
5、发电厂的I 类厂用负荷要由______ 个独立电源供电，采用____________ 切换。
6、验算电气设备热稳定用的短路计算时间等于__________________ 时间加上断路器的_________________ 时间。
7、槽形导体一般只用于__ kV及以下，电流在_______ A及以下的配电装置中。
8、半高型屋外配电装置的特征是___________ 与_________________ 等重叠布置。
答案：1、一次能源二次能源再生能源非再生能源2、一次能源二次能源3、汇集分配4、两三5、 2 自动6、保护断路器全开断7、35kV 及以下4000~8000A8、母线断路器和电流互感器1、由发电机、变压器、配电装置、电力线路及电力负荷所组成的统一整体，称为（），由各级电压的输电线路和变压器所组成的部分，称为（）。
2、在小电流接地系统中，发生单相金属性接地时，故障相对地电压变为（），非故障相电压升高为（）。
3、常用的高压断路器按灭弧介质分，主要类型有：油断路器、空气断路器、（）、（）等。
4、由于两相短路时三相系统是（），所以两相短路中没有（）。
5、在中性点直接接地的三相四线制380V/220V 电力网中，保证维护安全的方法是采用（），有时还应作零线的（）。
6、限时电流速断保护的选择性是部分靠（）的整定，部分靠（）的配合获得。
7、同步发电机与无穷大电网并列的条件中，电压大小、（）和（）条件可以允许稍有偏差。
《电能生产过程》期末考试复习题
电能生产过程复习题填空题1.能源按照生成方式可分为_______和_______，按照其是否能够再生循环使用，可分为可_______和_______。
2.发电厂是把____________转换成______________的工厂。
3.在配电装置中，母线起______和_______电能的作用。
4.一个半断路器接线中，每一串采用_______个元件用_______台断路器接往两组母线。
5.发电厂的I类厂用负荷要由_______个独立电源供电，采用___________切换。
6.验算电气设备热稳定用的短路计算时间等于_________________时间加上断路器的_________________时间。
7.槽形导体一般只用于_____kV及以下，电流在_______A及以下的配电装置中。
8.半高型屋外配电装置的特征是____________与_______________等重叠布置。
9.由发电机、变压器、配电装置、电力线路及电力负荷所组成的统一整体，称为（），由各级电压的输电线路和变压器所组成的部分，称为（）。
10.在小电流接地系统中，发生单相金属性接地时，故障相对地电压变为（），非故障相电压升高为（）。
11.常用的高压断路器按灭弧介质分，主要类型有：油断路器、空气断路器、（）、（）等。
12.由于两相短路时三相系统是（），所以两相短路中没有（）。
13.在中性点直接接地的三相四线制380V/220V电力网中，保证维护安全的方法是采用（），有时还应作零线的（）。
14.限时电流速断保护的选择性是部分靠（）的整定，部分靠（）的配合获得。
15.同步发电机与无穷大电网并列的条件中，电压大小、（）和（）条件可以允许稍有偏差。
16.触电对人体的伤害程度，与（）、（）、电流通过的路径、电流的频率以及人体的状况有关。
17.变压器并联运行的条件中，允许（）和（）在一定范围内有误差。
18.线路绝缘子是用来支持或悬挂导线并使之与杆塔绝缘的，应具有足够的（）和良好的（）。
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电力设备无功-电压特性及电压调整
主讲人：杨仕燕 2016年4月
第一节 电压调整的必要性
•电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备会带来不良 的影响。 （1）效率下降，经济性变差。 （2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。 （3）电压过低，电机发热。 （4）系统电压崩溃 •不可能使所有节点电压都保持为额定值。 （1）设备及线路压降 （2）负荷波动 （3）运行方式改变 （4）无功不足
二、无功功率电源
2. 同步调相机
•同步调相机相当于空载运行的同步电动机。 •在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功 电源的作用，能提高系统电压； •在 欠 励 磁 运 行 时 （ 欠 励 磁 最 大 容 量 只 有 过 励 磁 容 量 的 （50% ～65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功负 荷作用，可降低系统电压。 •它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取） 的无功功率，进行电压调节。因而调节性能较好。
1、同步发电机
同步发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：
QGNSGN s i N nPGN t a N n
二、无功功率电源
假定隐极发电机连接在恒压母线，母线电压VN，发电机等 值电路如左图所示，空载电势相量E与端电压相量VN 、端 电流相量IN 的关系如右图所示：
空载电势正
比于ifN
E
C
E V NjX dI N
• 电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例
如:35kV及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超过 10%;10kV及以下在±7%以内。
第二节 电力系统的无功功率平衡
•电压是衡量电能质量的重要指标。 •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出力应能满足系统负荷 和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则 电压就会偏离额定值。 •常见的无功负荷有异步电动机、变压器、电力线路。 •常见的无功电源有同步发电机、同步调相机、静电 电容器、静止补偿器。
当电压低于临界电压Ucr时， 漏磁电抗中的无功损耗占主 导作用，随着电压的下降， QM反而增大。
Q LD
QM
U U cr U 0
图2 异步电动机无功功率—电压静态特性
一、无功功率负荷和无功功率损耗
受载系数:实际负载和额定负载之比。
在额定电压附近，电动 机的无功功率随电压的 升降而增减
图3 异步电动机的无功功率与端电压的关系
一、无功功率负荷和无功功率损耗
1．异步电动机的无功损耗
Q MQ mQ V2(X 1m(ssX 2)X 2 R2)
jX
当电压下降时, 转差增大，故无 功和电压的关系 是非线性的。
图1 异步电动机的简化等值电路
一、无功功率负荷和无功功率损耗
在额定电压U0附近，电动机 消耗的无功功率随着电压的 升高而增加，随电压的降低 而减少。
一般情况下，35kV及以下系统中第②可以忽略不计,线路消 耗无功功率；110kV及以上系统，轻载或空载时，第① ②都 不能忽略,此时第②大于第①,输电线路成为无功电源，但传 输功率较大时，第①大于第②,此时线路要消耗无功功率。
二、无功功率电源
电力系统的无功功率电源包括同步发电机、同期调相机、 并联电容器和静止补偿器（无功补偿装置）等。
一、无功功率负荷和无功功率损耗
3．电力线路的无功损耗
消耗QL（感性）
jB/2
jB/2
提供QB（充电功率）
0 QQLQB0
消耗 发出
一、无功功率负荷和无功功率损耗
QLP12V12Q12 XP22V22Q22 X
①
QBB 2(V12V22)
②
线路的无功总损耗为
Q Q L Q BP 12V 12Q 1 2XV 12 2V 2 2B
二、无功功率电源
3. 静电电容器
• 静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。 它供给的无功功率QC值与所在节点电压的平方成正比，即
QC=V 2/XC
• 缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。 • 优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集中使用， 又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费用较小，运 行时功率损耗亦较小，维护也较方便。
一、无功功率负荷和无功功率损耗
2．变压器的无功损耗
QLT
Q0 QT
V 2BT
VS
2
XT
I100%0SN
VS %S2 100SN
VVN
2
固定损耗 变动损耗
假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压VS%=10.5， 在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%。 如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功 功率损耗的数值是相当可观的。
二、无功功率电源
同步调相机缺点： •同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂； •有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的 (1.5~5)%，容量越小，百分值越大； •小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。故同步 调相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。 同步调相机常安装在枢纽变电所 。
E
以直线EC表示额定功率轨迹
当系统中无功电源不足，而有功 备用容量又较充足时，可将负荷 中心的发电机降低功率因数运行， 多发无功以提高系统的电压水平。
DF
图5 发电机的P-Q极限
二、无功功率电源
发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的功率受到以下 因素的限制：
• 1、原动机功率约束的限制； • 2、定子三相绕组电流的限制； • 3、励磁电流的限制； • 4、定子端部发热的限制； • 5、发电机同步稳定性的限制。
jXdIN
O
VN
A AC长正
IN
比于SGN
图4 向量图
改变发电机的功率因数时，发电机要受到下列条件的限制：
二、无功功率电源
①可发视在功率 SG SGN 以A为圆心，AC为半径做弧CF表示视在功率保持额定值的轨迹
②转子励磁电流 i f i fN
以O为圆心，OC为半径做弧CD
③可发有功功率 PG PGN
二、无功功率电源
发电机在非额定功率因素下运行时结论：
（1）当发电机低于额定功率因数运行时，能增加输出的无 功功率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定 值的条件，将低于其额定值。
（2）当发电机高于额定功率因数运行时，励磁电流不再是 限制条件，原动机的机械功率又成了限制条件。
（3）发电机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数 （即运行点C）下运行时视在功率才能达到额定值，使其容 量得到最充分的利用。
主讲人：杨仕燕 2016年4月
第一节 电压调整的必要性
•电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备会带来不良 的影响。 （1）效率下降，经济性变差。 （2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。 （3）电压过低，电机发热。 （4）系统电压崩溃 •不可能使所有节点电压都保持为额定值。 （1）设备及线路压降 （2）负荷波动 （3）运行方式改变 （4）无功不足
二、无功功率电源
2. 同步调相机
•同步调相机相当于空载运行的同步电动机。 •在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功 电源的作用，能提高系统电压； •在 欠 励 磁 运 行 时 （ 欠 励 磁 最 大 容 量 只 有 过 励 磁 容 量 的 （50% ～65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功负 荷作用，可降低系统电压。 •它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取） 的无功功率，进行电压调节。因而调节性能较好。
1、同步发电机
同步发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：
QGNSGN s i N nPGN t a N n
二、无功功率电源
假定隐极发电机连接在恒压母线，母线电压VN，发电机等 值电路如左图所示，空载电势相量E与端电压相量VN 、端 电流相量IN 的关系如右图所示：
空载电势正
比于ifN
E
C
E V NjX dI N
• 电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例
如:35kV及以上供电电压正负偏移的绝对值之和不超过 10%;10kV及以下在±7%以内。
第二节 电力系统的无功功率平衡
•电压是衡量电能质量的重要指标。 •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出力应能满足系统负荷 和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则 电压就会偏离额定值。 •常见的无功负荷有异步电动机、变压器、电力线路。 •常见的无功电源有同步发电机、同步调相机、静电 电容器、静止补偿器。
当电压低于临界电压Ucr时， 漏磁电抗中的无功损耗占主 导作用，随着电压的下降， QM反而增大。
Q LD
QM
U U cr U 0
图2 异步电动机无功功率—电压静态特性
一、无功功率负荷和无功功率损耗
受载系数:实际负载和额定负载之比。
在额定电压附近，电动 机的无功功率随电压的 升降而增减
图3 异步电动机的无功功率与端电压的关系
一、无功功率负荷和无功功率损耗
1．异步电动机的无功损耗
Q MQ mQ V2(X 1m(ssX 2)X 2 R2)
jX
当电压下降时, 转差增大，故无 功和电压的关系 是非线性的。
图1 异步电动机的简化等值电路
一、无功功率负荷和无功功率损耗
在额定电压U0附近，电动机 消耗的无功功率随着电压的 升高而增加，随电压的降低 而减少。
一般情况下，35kV及以下系统中第②可以忽略不计,线路消 耗无功功率；110kV及以上系统，轻载或空载时，第① ②都 不能忽略,此时第②大于第①,输电线路成为无功电源，但传 输功率较大时，第①大于第②,此时线路要消耗无功功率。
二、无功功率电源
电力系统的无功功率电源包括同步发电机、同期调相机、 并联电容器和静止补偿器（无功补偿装置）等。
一、无功功率负荷和无功功率损耗
3．电力线路的无功损耗
消耗QL（感性）
jB/2
jB/2
提供QB（充电功率）
0 QQLQB0
消耗 发出
一、无功功率负荷和无功功率损耗
QLP12V12Q12 XP22V22Q22 X
①
QBB 2(V12V22)
②
线路的无功总损耗为
Q Q L Q BP 12V 12Q 1 2XV 12 2V 2 2B
二、无功功率电源
3. 静电电容器
• 静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线上。 它供给的无功功率QC值与所在节点电压的平方成正比，即
QC=V 2/XC
• 缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。 • 优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集中使用， 又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费用较小，运 行时功率损耗亦较小，维护也较方便。
一、无功功率负荷和无功功率损耗
2．变压器的无功损耗
QLT
Q0 QT
V 2BT
VS
2
XT
I100%0SN
VS %S2 100SN
VVN
2
固定损耗 变动损耗
假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压VS%=10.5， 在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%。 如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功 功率损耗的数值是相当可观的。
二、无功功率电源
同步调相机缺点： •同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂； •有功功率损耗较大，在满负荷时约为额定容量的 (1.5~5)%，容量越小，百分值越大； •小容量的调相机每kVA容量的投资费用也较大。故同步 调相机宜大容量集中使用，容量小于5MVA的一般不装设。 同步调相机常安装在枢纽变电所 。
E
以直线EC表示额定功率轨迹
当系统中无功电源不足，而有功 备用容量又较充足时，可将负荷 中心的发电机降低功率因数运行， 多发无功以提高系统的电压水平。
DF
图5 发电机的P-Q极限
二、无功功率电源
发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的功率受到以下 因素的限制：
• 1、原动机功率约束的限制； • 2、定子三相绕组电流的限制； • 3、励磁电流的限制； • 4、定子端部发热的限制； • 5、发电机同步稳定性的限制。
jXdIN
O
VN
A AC长正
IN
比于SGN
图4 向量图
改变发电机的功率因数时，发电机要受到下列条件的限制：
二、无功功率电源
①可发视在功率 SG SGN 以A为圆心，AC为半径做弧CF表示视在功率保持额定值的轨迹
②转子励磁电流 i f i fN
以O为圆心，OC为半径做弧CD
③可发有功功率 PG PGN
二、无功功率电源
发电机在非额定功率因素下运行时结论：
（1）当发电机低于额定功率因数运行时，能增加输出的无 功功率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定 值的条件，将低于其额定值。
（2）当发电机高于额定功率因数运行时，励磁电流不再是 限制条件，原动机的机械功率又成了限制条件。
（3）发电机只有在额定电压、额定电流和额定功率因数 （即运行点C）下运行时视在功率才能达到额定值，使其容 量得到最充分的利用。