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【电力考试】电力系统频率与电压的关系是怎样的?

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发表时间:2020-02-27 14:27



  频率,频率关系到整个系统是否有功功率平衡,单机系统可以用功角稳定概念来解释,多机系统可以用相对功角来解释。

当系统发生故障时,可以通过观察系统的频率是否偏差来衡量系统的稳定性,即小扰动回归到原有的频率和相角,大扰动建立新的稳定点,但是频率仍保持50Hz,发电机的相对相角可以改变。


  电压,电压是整个系统最为飘忽的量,我们通常说电压与系统无功功率有关,当然这只是一方面,更为准确的说法是系统稳定运行时电压与无功功率平衡有关。


  电压的稳定是一个很复杂的概念,电压的稳定还与负荷的功率接受有关,负荷可以用感应电机模型代替,功率P在电压不断下降的过程中是一个先增大后减小的过程,负荷吸收的功率在P增长的范围内电压都是可以稳定的,但是负荷吸收功率大于那个Pm从而导致在P下降的范围时,系统的电压就开始失去稳定,这种现象某种程度上比频率失去稳定更为严重,不仅造成全网电压偏低甚至全网断电,同时频率也在下降过程中无法稳定。


  系统无功功率与电压、有功功率与频率的关系吧。


  系统无功电源比较充足,能满足较高电压水平下的无功平衡的需要,系统就有较高的运行电压水平;反之,无功不足就反映为运行电压水平偏低。因此,电力系统运行时就需要满足额定电压下的系统无功功率平衡。至于有功功率与频率之间的关系就是,负荷有功功率变大,系统频率就会下降,反之负荷有功功率减小,系统频率就会升高。


  对于频率与电压之间的关系,电力系统中比较重要的两个参数就是他们,二者必须时刻保持在一定的范围内,否则,电力系统的稳定性就会遭到破坏。这也就是为什么系统必须保持有功功率与无功功率平衡的原因。


  如果系统的频率下降时,发电机发出的无功功率将会减少(因为发电机的电势与频率的平方或三次方成正比关系);而变压器和异步电动机励磁所需要的无功将会增加,绕组的无功功率损耗会减少;线路电容充电功率和电抗的无功损耗都要减少。但总的来说系统无功需求会略有增加。则在频率下降时,如果系统无功不足电压会下降;相反频率上升系统电压会上升。


  如果系统电压水平提高,负荷所需的有功功率将会增加,电网损耗会略有减少,但系统总的有功需求会增加。如果有功电源不充足,此时就会引起频率下降。相反,系统电压降低,频率会有所升高。


  另外,对于系统出现由于功率不足而出现的频率与电压都偏低时,应当首先解决有功平衡问题,即先调整系统频率到正常值,因为,频率的提高能较少无功缺额,这对调整电压是有利的。如果先去提高电压,就会扩大有功缺额,导致频率继续下降,直至系统崩溃。


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