电能质量分析与控制.ppt

电能质量分析与控制目录第一章电能质量概论第一节概述一、供电系统运行与电能质量的关系一、供电系统运行与电能质量的关系一、供电系统运行与电能质量的关系一、供电系统运行与电能质量的关系二、当代电力系统对电能质量的要求二、当代电力系统对电能质量的要求二、当代电力系统对电能质量的要求二、当代电力系统对电能质量的要求二、当代电力系统对电能质量的要求二、当代电力系统对电能质量的要求二、当代电力系统对电能质量的要求三、改善电能质量的意义第二节电能质量概念、定义及分类一基本概念与定义一基本概念与定义一基本概念与定义二电能质量的分类二电能质量的分类第三节电能质量现象描述一、瞬变现象瞬变现象的两种普遍类型——冲击和振荡二、短时间电压变动二、短时间电压变动三长时间电压变动四电压不平衡五波形畸变六电压波动六电压波动七工频变化第四节电能质量标准简介第三章传统电能质量分析与改善措施第一节概述第一节概述第一节概述第二节供电电压偏差一、电压偏差的定义一、电压偏差的定义一、电压偏差的定义一、电压偏差的定义二、电压偏差的限值二、电压偏差的限值三、电压偏差产生的原因三、电压偏差产生的原因三、电压偏差产生的原因三、电压偏差产生的原因三、电压偏差产生的原因三、电压偏差产生的原因一般，线路两端电压的相差角较小，电压降横分量对电压损失的影响可以忽略不计，把电压降纵分量近似看作电压损失，即
（3-10）

在110KV及以上电压等级的输电线路中，由式（3-10）可知无功功率Q对电压损失的影响远大于有功功率P对电压损失的影响。设图3-1中母线1的电压为标称电压，在图示参考方向下，当无功功率Q>0时，则意味着母线2的无功功率不足，需要从系统吸收无功功率Q。由式（3-10）可知供配电网络结构的不合理也能导致电压偏差。供配电线路输送距离过长，输送容量过大，导致截面过小等因素都会加大线路的电压损失，从而产生电压偏差。从此，我国对不同电压等级的供配线路规定了合理的输送距离和输送容量，见表3-1。表3-1线路的输送距离和输送容量四、电压偏差过大的危害2、对电网的危害

输电线路的输送功率受功率稳定极限的限制，而线路的静态稳定功率极限近似与线路的电压平方成正比。

系统运行电压偏低时
缺乏无功电源时
频率稳定和电压稳定破坏时
系统运行电压过高五、改善电压偏差的措施现以图3-2为例，说明各种调压措施所依据的基本原理。
为简化起见，忽略系统各元件的对地电容，网络阻抗已归算至高压侧。

负荷接入点电压可表示为

(3-11)

式中——归算至高压侧网络的电压损失kV；
——高压侧网络标称电压，kV。
五、改善电压偏差的措施（一）配置充足的无功功率电源1、同步发电机
发电机是电力系统中唯一的有功功率电源，同时也是最基本的无功功率电源。发电机调节无功功率的速度快且不需要额外投资，所以充分利用发电机改善系统无功功率的平衡是一种十分经济实用的调节手段，其缺点是调节能力不大。

2、同步调相机
同步调相机实质上是不带机械负载的同步电动机。改变同步调相机的励磁，可以使同步调相机工作在过励磁或欠励磁状态，从而发出或吸收无功功率。它是最早采用的无功调节设备之一。同步调相机的优点：有电压支撑的作用、可迅速提高无功功率、可吸收多余的无功功率。
缺点：本身设备的有功功率损耗大、维护复杂、投资大。所以它不是主要的无功功率调节设备。3、电容器电容器具有有功功率损耗小、设计简单、容量组合灵活、安全可靠、运行维护方便、投资省等优点。所以长期以来电容器一直是电力系统优先采用的无功功率补偿设备。但当系统电压下降时，会导致电压进一步降低；当系统电压偏高时，系统电压进一步升高。这种正反馈的电压调节特性不利于系统电压的稳定，这是电容器调压的缺点。此外，这种调压是不连续的。常规电容器采用分组投切的形式，每投入或切除一组电容器，可分别使系统电压跳变式升高或降低。因此，应综合考虑系统容量、电压等级、负荷大小等因素，合理地选择电容器的分组数及每组容量。4、电抗器图中电容代表线路的分布电容，每个电容的电纳为整个线路等效电纳B的一半，即为。每个电容产生的充电功率为线路总充电功率的一半，即等于。当线路轻载或空载运行时，线路电抗X中的无功损耗很小，其数值可能等于或小于线路的充电功率。这种情况下线路总的无功损耗
为零，甚至变负。高压线路在轻载时，将会存在大量过剩的充电功率，从而使电压升高。从表3-2可见，高压线路轻载时电压搜升高现象十分严重，其升高幅度已经大大超出了国家的有关规定。这对系统的安全运行和用户的正常生产构成了极大的威胁。5、静止无功补偿装置和静止无功发生装置（二）系统调压手段1、电压偏差的调整方式2、电压偏差的调整手段改变线路参数调压
1）采用分裂导线。2）串联电容器。接线图见图3-6.

根据公式3-10线路的电压损失为：串