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电力系统优化调整


系统运行的稳定性与供电可靠性
电力系统运行的根本目的是对负荷提供可靠的供电能力。 供电可靠性一方面体现在不间断供电上,另一方面则体现 在对供电质量的保证上。 理想情况下,电力系统在任何时候都必须以恒定的电压和 频率向负荷供电,实际系统中则是要求电压和频率必须维 持在很小的偏差内。 广义的电力系统稳定性实际上指的就是电力系统的供电可 靠性。在现代大电网中,各区域、各部分互相联系、密切 相关、在运行过程中互相影响。如果电网结构不完善,缺 少必要的安全措施,一个局部的小扰动或异常运行也可能 引起全系统的连锁反应,甚至造成大面积的系统瓦解。
高压侧引出3个抽 头:1.05UN、 UN、 0.95UN
譬如,容量为1000kV.A电压比为10/0.4kv的 变压器(UN2=380v).
当进线电压为10kv接在0%分接头上,二次侧 空载时的电压为400v,即偏差为+5%; 当进线电压为10.5kv,接在+ 5%分接头上, 二次侧空载时的电压为400v,偏差仍为+ 5%; 但当10kV电压接在+ 5%的分接头上.则二次 侧空载时的电压为380v,偏差为0%,反之, 如将10kv接在-5%的分接头上,二次侧空载时 的电压偏差为+ 10%。
电力系统的电压管理
目的:要在各种运行条件下,维持各用电设备的端电压在 规定的波动范围内。 电压中枢点:指能反映和控制整个系统电压水平的点。只 要中枢点电压质量满足要求,其他节点的电压质量也基本 上满足要求。可选择电压中枢点为代表进行监视和控制。
大型发电厂的高压母线 枢纽变电所的二次母线 有大量地方性负荷的发电厂母线
3。静电电容器
只能向系统供给无功功率,即只能作为无功电源 不足之处:其供给无功与其端电压的平方成正比, 故当节点电压下降时,电容器供给系统的无功功率 反而减小,导致系统电压水平继续下降。
Qc U
2
/ Xc
4。静止补偿器(简称SVC)
由电容器组和电抗器组并联组成。容性的电容 器发出无功来补偿系统中的感性无功损耗,感 性的电抗器来吸收系统中的容性充电无功,从 而可同时作为系统的一种动态无功电源和无功 负荷。可利用晶闸管等电力电子元件所组成的 电子开关来分别控制电容器组和电抗器组的快 速投切。 不足:由于使用电力电子开关投切电抗器和电 容器,会使电力系统产生一些附加的高次谐波。
对于异步电机如图4-2;对于电力系统的 综合无功负荷有图4-3关系:
2。变压器无功功率损耗
励磁损耗(由空载电流百分数I0%求)
BT I0 % S N 100 U
2 N
电抗损耗(由短路电压百分数Uk %求)
U k %U 100 S N
2 N
XT I
2
I
2
3。电力线路的无功功率损耗
并联电纳损耗(容性,又称充电损耗)
额定功率因素为cosφN,额定无功功率为
2。同步调相机
是专门用来生产无功功率的一种同步电机。过 励磁时可发出感性无功功率,欠励磁时会吸收 感性无功功率。通过改变它的励磁,可平滑地 调节无功功率的大小和方向。一般装设自动励 磁调节装置自动地根据系统电压进行调节。 由于调相机属于转动设备,会产生较大的有功 功率损耗,目前使用逐渐减少。
δ U f % -Δ U T% = + 1 0 -3 = +7
-6
b)
10 8 6 4 +7
最小负荷
最大负荷
+ 3 .5 +9 0 0 + 1 .5
δ u%
逆调压
2 0 -2 -4 -6 -8 C) -7 - 5 .5 +7
-6
电力系统的调压措施
1。改变发电机端电压调压
系统负荷↑时,电网电压损耗↑ ,用户端电压↓,可增加 发电机的励磁电流以提高发电机电压;系统负荷↓时, 电网电压损耗↓,用户端电压↑ ,可减小发电机的励磁 电流以降低发电机电压。 这种方式不需增加额外的设备,较经济合理,应优先 考虑。但线路较长时,仅靠发电机端调压(调整范围 0~5%)不能满足远方负荷的电压要求。
6~10kV
0 .3 8 k V
最大负荷时 最小负荷时
Δ U
l1
% =14
Δ U T% = 3
Δ U
l2
% =6
5 .5 a)
1
2
+ 1 0 .5 + 8 .5
δ U f % -Δ U T% = + 1 0 -1 = +9
10 8 6 4 + 1 .5 0 +7
常调压
δ u%
2 0 -2 -4 -6 -8 -7
关闭电缆负荷超载 据报道,E.On能源公司11月5日表示,4日晚,一艘刚建造的轮船 “挪威珍珠”号,从德国下萨克森州的帕彭堡船厂出发前往北海。当 它经过埃姆斯河时,该公司关闭了河流上空一段38万伏的高压电缆, 以方便“挪威珍珠”号顺利通过。不过,这可能导致其他输电线路负 荷过重,进而引发大面积停电。 欧洲8国因此停电 这次停电从4日晚10点多开始,德国西北部的3个州首当其冲,约 100趟列车暂停,并导致全国范围的列车晚点。受影响最大的是工业 重镇科隆,全市电力供应一度陷于瘫痪。 法国共有包括巴黎、里昂在内的16个地区停电,多达500万人受 到影响。巴黎消防队员4日深夜接到了40多个求助电话,都是被困在 电梯里的人打来的。多数地方在60分钟内恢复电力,而有的地方持续 了约90分钟。 法国电力公司RTE的发言人皮耶· 波纳表示,德国电网失灵破坏了 欧洲电网的平衡,令法国电力捉襟见肘。为避免全面停电,电脑系统 切断了对部分用户的供电。 此外,断电引发的“多米诺效应”还波及到比利时、意大利、西 班牙、奥地利、荷兰、克罗地亚。意大利超过10万人受影响,主要集 中在都灵及其附近地区。RTE公司发言人波纳说:“我们差点就看到 欧洲全面停电。”
欧洲大停电殃及千万人
2006-11-06 03:01:59 来源: 新华网
新华网巴黎11月5日电 法国电力公司子公司--法国电力传输公司总裁安德 烈· 梅兰5日召开记者招待会称,欧洲大约1000万人4日晚 遭遇停电。因德国尚未给出具体统计结果,这个数字还有 可能发生变化。 这场大停电的起因是德国有关方面为了让一艘出厂的船 通过船厂上方的两条高压线,切断了这两条电线,结果造 成欧洲电力网东部电力输出负荷过重,西部电力输入不足。 梅兰说:“这导致西部电力供应不足,发电量比需求量少 了1万兆瓦。要尽快改变这种失衡状况,唯一的方法就是 有目标地中断一些地区供电。” 法国从4日晚22点开始停电,22点半至23点之间恢复供 电,共暂停供电5000兆瓦,超过500万人遭遇停电。德国、 意大利等国家也采取了停电措施。
目前较为完善的SVC有以下三种类型, 它们都有电抗器支路(吸Q)和电容器 支路(发Q)两个支路,不同点主要集 中在电抗器支路侧
当U≥UN时,电抗器L自行饱和, 相当于空芯电抗器,此时所选的 串联Cs的容抗与其漏抗绝对值相 等而进行完全补偿,使得电抗器 支路总感抗很小, I2增大,所吸 收Q增加,使母线电压降低。 U<UN时,L不饱和,电容器的容 抗不足以补偿L的漏抗,故L-Cs 的总感抗很大,I2很小,基本不 消耗Q,此时C发出Q使母线电压 升高。
第一节 电力系统无功功率的平衡和电压调整

由于一般高压输电线路中R<<X,因而可认为线路中的 电压降主要决定于线路上传输的无功功率。无功功率 会朝电压低的母线一侧流动,电网中某点的无功不足 时,该点的电压必将降低;反之,无功过剩时电压将 升高。要保证系统的电压水平,系统中应该有充足的 无功电源以维持无功功率的平衡。
当系统无功电源不足时,上述两种方法都难以实现调 压,在系统中电压较低的点应进行无功补偿
3。利用无功补偿设备调压
作用: 1。可调整网络中的节点电压,使之维持在额定 值附近,保证系统的电能质量 2。可改变网络中的无功功率的分布,以降低网 络中的功率、电压及电能损耗,提高系统运行 的经济性。
由上式可知,无功补偿容量应与变比K相互配合 调节方式:1.选用静电电容器 2.选用调相机
无功功率平衡
Q Q
G
QC1 QC 2 QC 3 Q L Q

Q
L
QT Q X Qb
GC
如果无功功率不能维持平衡,就不能保证系统的 电压质量 在无功平衡的基础上,应有一定的无功备用容量, 一般为无功负荷的7%~8% 补偿系统无功不能过多的依靠电源,而应在电压 较低的负荷节点增加无功补偿装置
无功损耗
1。无功功率负荷:主要是指用电设备所吸收的
漏抗损耗
“感性”无功功率。这类用电设备包括异步电机、 同步电机、电炉、整流设备等。
励磁损耗
外加U1↑→转动力矩↑→转差率s↓→等值电阻 r2/s↑→I1↓→Qx↓ 外加U1↑→ Qu↑由于励磁电抗Xu与电机饱和特性有关, 电压升高电机饱和程度越大,导磁率下降, Xu减小, Qu会很快增大
第四章 电力系统运行状况的优化和调整
电力系统运行状况优化和调整就是保证电 力系统正常稳态运行时的电能质量和经济 性的问题 优化:指对系统中的有功功率和无功功率 的优化分配。 调整:指对系统的电压和频率进行调整, 以保证正常稳态运行时的电能质量。
电压调节主要通过无功功率的调节来实现,频 率调节主要通过有功功率的调节来实现。
电力系统的电压偏移
用电设备在额定电压下运行性能最好,系 统的电压波动会使设备的性能受到影响。 由于系统中节点很多,网络复杂,负荷分 配不均,电力系统中允许一定范围的电压 偏移
35KV及以上电压供电的负荷电压偏移为±5% 10KV及以下电压供电的负荷电压偏移为±7% 低压照明负荷为+5%~-10% 农村电网为+7.5%~-10%
所谓逆调压,就是在最大负荷时,升高中枢点母线电压, 在最小负荷时,降低母线电压。距离电源母线不同位置的 变、配电所都能借助选择合适的变压器分接头以调整电压 偏差,为比较常用方式 所谓顺调压,就是在最大负荷时,允许中枢点电压低至线 路额定电压1.025UN以内;在最小负荷时,允许中枢点电压 高至1.075UN以内; 。 所谓常调压,就是不管中枢点的负荷怎样变动,都要保持 中枢点的电压偏差为恒定值;调压困难,不经济
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