初中九年级(初三)物理 第三节电力系统电压控制的措施
电力系统电压调整及控制
13.1基本概念及理论电压控制：通过控制电力系统中的各种因素，使电力系统电压满足用户、设备和系统运行的要求。
13.1.1电压合格率指标我国电力系统电压合格指标：35kV及以上电压供电的负荷：+5% ~ -5%10kV及以下电压供电的负荷：+7% ~ -7%低压照明负荷： +5% ~ -10%农村电网（正常） +7.5% ~ -10%（事故） +10% ~ -15%按照中调调规：发电厂和变电站的500kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%；发电厂的220kV母线和500kV变电站的中压侧母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%；异常运行方式时为系统额定电压的-5% ~ +10%。
220kV变电站的220kV母线、发电厂和220kV变电站的110kV ~ 35kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的-3% ~ +7%；异常运行方式时为系统额定电压的±10%。
带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +7%。
13.1.2负荷的电压静特性负荷的电压静态特性是指在频率恒定时，电压与负荷的关系，即U=f(P,Q)的关系。
13.1.2.1 有功负荷的电压静特性有功负荷的电压静特性决定于负荷性质及各类负荷所占的比重。
电力系统有功负荷的电压静态特性可用下式表示13.1. 2.2无功负荷的电压静特性异步电动机负荷在电力系统无功负荷中占很大的比重，故电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由异步电动机决定。
异步电动机的无功消耗为― 异步电动机激磁功率，与异步电动机的电压平方成正比。
―异步电动机漏抗的无功损耗，与负荷电流平方成正比。
在电压变化引起无功负荷变化的情况下，无功负荷变化与电压变化之比称为无功负荷的电压调节效应系数（）。
它等于，其变化范围比的变化范围大，且与有无无功补偿设备有关。
电力系统电压调整及控制汇总
13.1基本概念及理论电压控制：通过控制电力系统中的各种因素，使电力系统电压满足用户、设备和系统运行的要求。
13.1.1电压合格率指标我国电力系统电压合格指标：35kV及以上电压供电的负荷：+5% ~ -5%10kV及以下电压供电的负荷：+7% ~ -7%低压照明负荷： +5% ~ -10%农村电网（正常） +7.5% ~ -10%（事故） +10% ~ -15%按照中调调规：发电厂和变电站的500kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%；发电厂的220kV母线和500kV变电站的中压侧母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%；异常运行方式时为系统额定电压的-5% ~ +10%。
220kV变电站的220kV母线、发电厂和220kV变电站的110kV ~ 35kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的-3% ~ +7%；异常运行方式时为系统额定电压的±10%。
带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +7%。
13.1.2负荷的电压静特性负荷的电压静态特性是指在频率恒定时，电压与负荷的关系，即U=f(P,Q的关系。
13.1.2.1 有功负荷的电压静特性有功负荷的电压静特性决定于负荷性质及各类负荷所占的比重。
电力系统有功负荷的电压静态特性可用下式表示13.1. 2.2无功负荷的电压静特性异步电动机负荷在电力系统无功负荷中占很大的比重，故电力系统的无功负荷与电压的静态特性主要由异步电动机决定。
异步电动机的无功消耗为―异步电动机激磁功率，与异步电动机的电压平方成正比。
―异步电动机漏抗的无功损耗，与负荷电流平方成正比。
在电压变化引起无功负荷变化的情况下，无功负荷变化与电压变化之比称为无功负荷的电压调节效应系数（）。
它等于，其变化范围比的变化范围大，且与有无无功补偿设备有关。
第四章-电力系统电压调整和无功功率控制技术
功率
源，又是最基 本的无功功率
D
C
电源 电源
E
jXdIN
O
A
B
Q
4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系
同步调相机
无功 功率 电源
同步调相机相当于空载运行的同步 发电机。在过励磁运行时，向系统供给 无功功率，起无功电源的作用；在欠励 磁运行时，它吸收感性无功功率，起无 功负荷作用。由于响应速度较慢，难以 适应动态无功控制的要求，20世纪70年 代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取 代。
式中k1和k2分别为升压和降压变压器的变比，R和X 分别为变压器和线路的总电阻和总电抗
第四章 电力系统电压调整和 无功功率控制技术
本章内容
4.1 电力系统电压控制的意义 4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系 4.3 电力系统电压控制的措施 4.4 电力系统电压的综合控制 4.5 电力系统无功功率电源的最优控制
第1节 电力系统电压控制的意义
频率调整:
1.全系统频率相同 2.调发电机 3.消耗能源 4.集中控制 5.调进汽量
4.2 电力系统的无功功率平衡与电 压的关系
无功 功率 平衡
系统电源的总无功出力QGC包括发电机的无功功 率QG∑和各种无功补偿设备的无功功率QC∑，即
QGC＝QG∑＋QC∑ 总无功负荷QLD按负荷的有功功率和功率因数计 算。
网络的总无功损耗QL包括变压器的无功损耗QLT∑、 线路电抗的无功损耗ΔQL∑和线路电纳的无功功 率ΔQB∑，即
X
B 2
(U12
U22)
△Q +△Q ＝ L
B
P2 2 Q2 2 U 22
X
B 2
(U12
U22)
电力系统中的电压稳定控制技术
电力系统中的电压稳定控制技术电力系统是一个庞大的网络，由多个发电机、输电线路、变压器和负荷组成。
在电力系统中，电压的稳定控制是确保电网正常运行的重要因素之一。
电压的稳定控制技术主要用于保持电网中的电压在可接受范围内，并防止出现电压过高或过低的情况。
电力系统中的电压稳定控制技术主要分为传统的无源稳压控制和先进的有源稳压控制两类。
无源稳压控制主要通过调节负荷和发电机的运行状态来实现，而有源稳压控制则利用进口电压源或双路稳压源来调整电网的电压。
无源稳压控制技术是最常用的电压稳定控制技术之一。
通过调整负荷的大小和分布，可以有效地控制电网的电压。
在无源稳压控制技术中，变压器和负载的调整起到了重要的作用。
变压器的调整可以改变电压的传输效果，从而达到稳压的效果。
负载的调整可以通过增加或减少负载来控制电压的波动。
无源稳压控制技术在电力系统中应用广泛，并取得了良好的效果。
有源稳压控制技术是一种先进的电压稳定控制技术。
它通过引入先进的电气设备和智能控制系统来实现电压稳定。
有源稳压控制技术主要有两种方式，一种是利用进口电压源，另一种是利用双路稳压源。
进口电压源是通过从其他电力系统中引入电能来调整电网的电压。
双路稳压源是通过两个独立的电压源来调整电网的电压。
有源稳压控制技术可以根据电压变化的情况来自动调整电力系统中各个电气设备的运行状态，从而实现电压的稳定。
电力系统中的电压稳定控制技术对于保障电网的稳定运行具有重要意义。
首先，电压稳定控制技术可以防止电力系统中出现电压过高或过低的问题，避免电力设备因电压过高或过低而受损。
其次，电压稳定控制技术可以提高电力系统的供电质量，保证用户的正常用电。
最后，电压稳定控制技术可以降低电力系统的能耗，提高能源的利用效率。
然而，在实际应用中，电力系统中的电压稳定控制面临着一些挑战和困难。
首先，电力系统的复杂性使得电压稳定控制面临着大量的计算和调整工作。
其次，电力系统的不确定性和随机性使得电压稳定控制的精确性和稳定性面临一定的挑战。
电力系统电压和无功功率控制
第五章 电力系统电压和无功功率控制第一节电网电压和无功功率控制的必要性一、 电压无功控制与频率有功控制的不同点1)类型不同：有功电源：发电机；无功电源：发电机、调相机、电容器、电抗器。
2)位置不同：有功电源：集中在电厂；无功电源：分散在电厂、变电站。
3)能源消耗：有功电源：消耗能源；无功电源：不消耗能源，仅产生小损耗。
4)电网损耗不同：电网设备主要消耗无功功率，其有功损耗远小于电网无功损耗。
5)调节方式不同：全系统频率相等，调整手段仅调整原动机功率一种；电压在电网各点不同，调压手段多种，可分散调节。
二、 电压对电力用户的影响对电力用户的影响① 电压过低：（起重机、碎石机、磨煤机等）异步机转矩下降，影响拖动能力；异步机转速下降，影响产品质量；电炉功率下降，增加冶炼的时间和产量；照明设备的发光率和亮度下降。
② 电压过高：影响电气设备的绝缘寿命；增大电机变压器的铁芯损耗，温度增高，寿命减短；照明设备的寿命急剧下降。
③ 电压闪变：冲击负荷产生的电压突然下降和恢复，对附近电能用户产生不利影响。
对电力系统的影响① 电压过低：厂用电机械（异步机）转矩下降及转速下降，影响电厂的正常发电；增大电网功率损耗和能量损耗；在无功功率严重不足的系统可能引起“电压崩溃”现象。
② 电压过高：直接影响到高压输电设备的绝缘寿命；增大变压器的铁芯损耗，温度增高，寿命减短。
三、 电力系统无功功率控制的重要性1、维持电网电压水平对于上图简单电力系统，可得出其向量图：由向量图得：sin cos cos sin cos sin sin (cos )cos q q q q q E UE IX P UI U U X X X E U IX U Q UI U U E U X X X QX U E U U δϕϕδδϕϕδδ⎫==⋅=⋅=⎪⎪−⎪==⋅=⋅=−⎬⎪⎪∆=−=⎪⎭上面第三式中的U ∆即为电压损耗，其大小取决于无功功率以及网络参数（分母U 可近似认为是额定电压不变）。
电力系统中的电网电压调节策略
电力系统中的电网电压调节策略电力系统中的电网电压调节策略是为了保持电网稳定运行而采取的一系列措施，旨在保持电网中的电压在合理范围内。
本文将介绍电力系统中常见的电网电压调节策略，并对其原理和应用进行讨论。
一、电压调节的意义电力系统中的电压调节对于电网的安全稳定运行至关重要。
电压过高或过低都会对电力设备造成损害，同时也会影响用电设备的正常运行。
因此，电压调节的目标是确保电网中的电压稳定在设定范围内，同时满足用户的用电需求。
二、电网电压调节策略1. 发电机励磁调节发电机励磁调节是一种常见的电网电压调节策略。
通过调节发电机的励磁电流，可以控制发电机产生的电压。
当电压偏低时，增加励磁电流可以提高电压；当电压偏高时，减小励磁电流可以降低电压。
2. 变压器调压器控制变压器调压器控制是另一种常见的电压调节策略。
变压器调压器根据电网负荷的变化情况，通过控制变压器的分接头切换，调整变压器的输出电压。
当电压偏低时，切换到较高的分接头可以提高输出电压；当电压偏高时，切换到较低的分接头可以降低输出电压。
3. 无功功率补偿无功功率补偿是一种通过调整电网中的无功功率来实现电压调节的策略。
无功功率补偿设备，如无功补偿电容器和静止无功发生器（SVC），可以根据电网电压的变化情况来自动调整无功功率，从而实现电压的稳定。
4. 高压直流输电（HVDC）控制在远距离输电和大容量输电时，采用高压直流输电可以有效解决电网电压调节的问题。
通过控制高压直流输电的功率和电压，可以在不同区域之间实现电压的调节和平衡。
5. 负荷控制负荷控制是一种通过调整电网负荷来实现电压调节的策略。
在负荷较大的情况下，通过减少用户用电负荷，可以降低电网的负荷电压，从而实现电压的稳定。
三、电网电压调节策略的应用电网电压调节策略在实际电力系统中广泛应用。
在电力系统的运行中，通过监测和控制电网电压的变化情况，及时采取相应的电压调节策略，可以保持电网电压在合理范围内，并满足用户的用电需求。
电力系统电压调整-PPT精选文档
无功功率的大小和方向，从而平滑的调节所在 （2）当转子励磁电流大于此特定值时，称为过励磁。 地区的电压。 在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率起无功电源的作 用；
（3）当转子励磁电流小于此特定值时，称为欠励磁。
在欠励磁运行时，它从系统吸取感性无功功率起无功负荷作用。
2、同步调相机的特点
（1）同步调相机是旋转机械，运行维护比较复杂，一 次性投资较大。 （2）它的有功功率损耗较大。
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。 故同步调相机宜于大容量集中使用，安装于枢纽变电站中， 一般不安装容量小于5Mvar的调相机。
（3）同步调相机的响应速度较慢，难以适应动态无功 功率控制的要求。
20世纪70年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。
结论：维持电力系统电压在允许范围之内变化是靠 控制电力系统无功电源的出力实现的。
第二节 电力系统无功功率平衡与电压的关系
二、 电力系统的无功电源
发电机
• • • •
同步调相机 静电电容器 静止无功补偿装置 静止无功发生器
无功补偿装置
一、发电机
发电机是唯一的有功功率电源，又是最基本的无功功 率电源。 发电机的工作方式： 发电机供给的无功功率不是无限可调的，当发电厂 1、发电机在额定状态下运行时，可作为无功电源。 距用户较远时，无功功率所引起的线损较大，在这 2、发电机正常运行时以滞后功率因数运行为主，可作 种情况下，则应在用户中心设置补偿装置。 为无功电源发出无功功率。
•
果是相当严重的，可能导致发电厂之间失去同步，造成
整个系统瓦解的重大停电事故。
我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为：
防止电压崩溃的措施
防止电压崩溃的措施
(1)根据无功功率分层分区局部平衡原则,安装足够容量的无功补偿设备,这是做好电压调整,防止电压崩溃的基础.
(2)在正常运行中，应准备一定量的无功备用容量，可立即自动调出,如新型无功发生器ASVG.
(3)有载调压变压器的正确使用.
(4)避免远距离,大容量无功输电.
(5)超高压线路的充电功率不应用作补偿容量,防止跳闸以后电压大幅度波动.
(6)超高压远距离大容量输电系统,在中途短路容量较小的受电端,设置静补,调相机等作为电压支柱.
(7)在必要区域安装低压自动减载装置,配置低电压自动联切负荷装置。
(8)建立电压安全监视系统,向调度员提供电网相关区域的电压稳定裕度和应采取的措施的信息.。
电压波动的抑制措施
电压波动的抑制措施电压是电力系统中的一种重要参数，而在实际应用中，电压波动常常会给设备和系统带来严重的损害。
因此，在电力系统的运行中，我们需要采取一系列的抑制措施来降低电压波动的出现。
首先，我们要保证输电线路的质量，包括管理和维护。
输电线路是电力系统中最重要的组成部分，如果存在松散、接触不良等问题，就会造成电压波动的出现。
因此，我们要定期检修输电线路，清理杂草、垃圾和附着在导线上的污垢等，以保证输电线路的顺畅和通畅。
其次，我们要正确设计电力系统，设置准确的保护系统。
电力系统的设计和保护措施是防止因故障而引起电压波动的重要因素。
比如，在电路中应加装过电压保护器，以保护设备和线路不受电压波动的影响；此外，在充电和放电过程中，电容器也会产生电压波动，我们可以加装保护器，以防止电容器的频繁启动。
其次，我们要随时监控电压波动的情况，防止设备和系统遭受电压波动的侵害。
监控设备的运行状况和电压情况，对电压波动传播的情况进行及时诊断和分析，设置相应的重构措施，以保证电力系统能顺利稳定地运行。
最后，我们要建设适应性强的电力系统。
在电力系统的规划、设计和建设中，我们需要考虑防止电压波动的出现，建立和完善适应性强的电网。
这包括建立实时数据监测系统和及时定位系统，加强设备和配电线路的管理，提高电网的应对非常规情况的能力，以保证电力系统的稳定运行。
总之，电压波动是电力系统中常见的问题，需要我们采取一定的措施来预防和控制。
通过对输电线路的管理和维护，正确的电力系统设计和设置保护措施，及时按照变化的情况进行监控和调整，以及建设适应性强的电力系统等方式，我们可以最大程度地降低电压波动的出现，保证电力系统的稳定和安全运行。
电力系统电压稳定与控制
电力系统电压稳定与控制电力系统是现代社会运转的动力源泉之一，它为各行各业提供了稳定可靠的电能。
而电力系统的稳定性成为了该系统运行的最基本前提和重要保障之一。
电压稳定与控制是电力系统稳定性分析和调节的核心问题，本文将深入探讨电力系统电压稳定与控制的相关内容。
一、电压稳定的概念和意义电压稳定是指电力系统中各母线电压在合理范围内波动较小，保持稳定的状态。
电压的稳定性直接关系到电力系统供电质量和可靠性，也对电动机、电灯、电子器件等电器设备的正常运行起到重要影响。
电压稳定性主要受到电力系统中电力负荷、电源和传输线路等因素的影响，因此必须采取相应的控制措施，保证电压稳定在合理范围内。
二、电压稳定的问题与挑战电压稳定的问题主要体现在以下几个方面：1. 电力负荷变化：电力负荷在不同时间段出现不同程度的变化，从而对电压稳定性产生影响。
尖峰时段和谷时段的电力负荷差异较大，如果没有相应的调节措施可能导致电压波动过大。
2. 传输线路电阻：电力系统中的传输线路会产生一定的电阻，这会导致在电流通过时产生电压降。
如果电流过大或线路距离较远，则电压降可能超过允许范围，进而影响电压稳定性。
3. 输电损耗：电能在输送过程中会有一定的损耗，其中包括传输线路的电阻损耗和变压器的铜损耗。
这些损耗会导致电压下降，增加电力系统的负荷，影响电压的稳定性。
4. 电力设备故障：电力系统中的设备可能会发生故障，如变压器故障、短路等。
这些故障会引起电流的突变，进而对电压稳定性带来风险。
三、电压稳定的控制方法为了保持电力系统的电压稳定，需要采取一系列控制方法，其中主要包括以下几种：1. 发电机调节：发电机是电力系统的电源，其调节对电压稳定非常重要。
通过调整发电机的励磁电压、机械转速等参数，可以实现对电压的控制和调节。
2. 线路补偿：对于电力系统中电压下降过大的传输线路，可以通过在该线路上增设补偿装置，如无功补偿电容器、无功补偿电抗器等，来提高线路的供电能力和电压稳定性。
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电力系统电压控制的措施
教学内容：掌握电压调整的几种措施；掌握电压调整的基本原理与措施及相应的
计算；了解变压器分接头的选择方法；掌握选择变压器变比的条件；
掌握补偿设备是电容器的容量计算和同步调相机容量的计算；掌握串
联电容补偿容量的计算；调压措施的技术经济方案比较。
教学重点：电压调整的基本原理；变压器变比的选择；几种电压调整措施的相应
计算。
教学难点：变压器变比的选择；各补偿设备容量的计算。
教学组织：电压调整的基本原理→电压调整的措施→压利用串联电容器控制电利用无功补偿设备调压控制变压器变比调压发电机控制电压
1、电压调整的基本原理与措施
图4-6所示的简单电力系统电压控制原理图。
图4-6 电压控制原理图
（a）系统接线；（b）系统等值电路
若近似的略去网络阻抗元件的功率损耗以及电压降落的横分量，变压
器的参数已归算到高压侧，则由发电厂母线处（GU）开始推算，可
求得bU为：
21121)(kUkQXPRkUkUkUUGGGb
式中1k、2k为变压器T1和T2的变化，R、X为归算到高压侧的变
压器和线路总阻抗。
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为维持用户处端电压bU满足要求，可以采用以下措施进行电压调整：
（1）调节励磁电流以改变发电机端电压GU；
（2）改变变压器T1、T2的变比1k、2k；
（3）通过无功补偿来调压；
（4）改变输电线路的参数（降低输电线路的电抗）。
前两种措施是利用改变电压水平的方法来得到所需要的电压，后两种
措施是用改变电压损耗的方法来达到调压的目的。
2、发电机控制调压
控制发电机励磁电流，可改变发电机的端电压，但发电机允许电压偏
移额定值不超过5%，所以利用发电机直接供电的小系统，利用发电
机直接控制电压是最经济合理的电压措施；但输电线路较长、多电压
等级的网络，仅靠发电机控制调压不能满足负荷对电压的质量的要求，
在大型电力系统中仅作为一种辅助性的控制措施。
3、控制变压器变比调压
在高压电网中，各节点电压与无功功率的分布有着密切的关系，通过
控制变压器变比改变负荷节点电压，实际上改变了无功功率的分布。
控制变压器变比调压是以全电力系统无功功率电源充足为基本条件。
4、利用无功功率补偿设备调压
合理配置无功功率补偿设备和容量以改变电力网络中的无功功率分布，
可以减少网络中的的有功功率损耗和电压损耗，改善用户负荷的电压
质量。
并联补偿设备有调相机、静止补偿器、并联电容器。
5、利用串联电容器控制电压
在输电线路上串联接入电容器，利用电容器上的容抗补偿输电线路中
的感抗，使电压损耗UQX减小，从而提高输电线路末端的电压。
说明： 通过这次培训，我明确了本门课程的指导思想，对课程理念有了新的体
会。如：知识点讲授的深度、广度；知识点之间、章节之间的链接等。此外如何
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提高教学质量方面有了一些新的感想。