電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調整

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1、 無 功 和 電 壓 管 理 的 目 的 ： 保 證 電 壓 質 量 ， 降 低 有 功 損 耗無 功 和 電 壓 的 管 理 方 法 電 壓 波 動 限 制電 壓 調 整手段 方式目標條件 條件 手段計算方法可 預見 性的 電壓 變 動 發(fā) 電機 、變 壓器 、無 功補 償設 備 中 樞點 電壓 滿足 要求 逆 調壓 、順 調壓 、常 調壓 隨 機沖 擊性 的電 壓波 動變 壓器 、無 功補 償設 備 接 大 系 統(tǒng)并 聯(lián) 電 容 器并 聯(lián) 調 相 機并 聯(lián) 飽 和 電 抗 器無 功 平 衡 與 優(yōu) 化 l 有 功 電 源 ： 只 有 發(fā) 電 機 組 ， 單 一 性 。無 功 電 源 ： 發(fā)

2、 電 機 組 ， 無 功 補 償 裝 置 （ 電 容 器 組 、 電抗 器 組 、 調 相 機 、 靜 止 補 償 器 等 ） （ 變 電 站 ） ， 多 樣性 。l 有 功 電 源 供 應 有 功 功 率 和 電 能 需 要 消 耗 一 次 能 源 。 無功 電 源 不 消 耗 一 次 能 源 。l 全 系 統(tǒng) 頻 率 相 同 ， 頻 率 調 整 集 中 在 發(fā) 電 廠 ， 調 頻 手 段只 有 調 整 原 動 機 功 率 一 種 。 電 壓 水 平 則 全 系 統(tǒng) 各 點 不同 ， 而 且 電 壓 調 整 可 分 散 進 行 ， 調 壓 手 段 也 多 種 多樣 。 電 壓 無 功 調 整

3、 的 基 本 原 則 ： 分 層 分 區(qū) 調 整 與無 功 的 就 地 平 衡l 電 網(wǎng) 中 ， 無 功 損 耗 遠 大 于 有 功 損 耗 。 無 功 損 耗 遠 大 于 有 功 損 耗2 22P QP RU 2 22P QQ XU PQRX l 基 本 概 念常 用 的 無 功 電 源 有 哪 幾 類 ？ 各 自 有 何 主 要 特 點（ 范 圍 、 控 制 方 式 、 與 電 壓 的 關 系 、 單 位 投 資 、維 護 費 用 、 反 應 速 度 ） ？-無 功 補 償 的 作 用 6.1.1 無 功 負 荷 和 無 功 損 耗無 功 負 荷l 照 明 、 電 熱 ， 消 耗 感 性

4、無 功 QL小 。l 同 步 電 動 機 ， 有 勵 磁 繞 組 ， 通 過 勵 磁 電 流 的 調節(jié) ， 可 以 調 節(jié) 其 輸 出 無 功 的 大 小 。 過 激 運 行 ，發(fā) QL ； 欠 激 運 行 ， 吸 收 QL 。 在 綜 合 負 荷 中 比例 小 。l 異 步 電 動 機 ， 消 耗 QL ， 在 綜 合 負 荷 中 比 例 很大 。l 綜 合 負 荷 功 率 因 素 ， 0.6 0.9， 滯 后 （ 感 性 無功 ） 6.1.1 無 功 負 荷 和 無 功 損 耗無 功 損 耗 1 2 22 2 0 =0 0 L LL N L LP Qj Q j XUj Q jblU SQ

5、Q Q SS 線 路 電 抗 消 耗 的 感 性 無 功 線 路 對 地 電 容 消 耗 的 容 性 無 功線 路 傳 輸 功 率 自 然 功 率自 然 功 率自 然 功 率0100100 2k NTZT NTYT NTU %S SQ ( )SI%Q = S 繞 組 ：激 磁 : 線路變壓器 感性無功12%10%單 個 7%額 定 負 載五 級 變 壓50%多 電 壓 級 網(wǎng) 絡 ， 變 壓 器 的 無 功 損 耗 很 大 ， 遠 大 于 有 功 損 耗 l 發(fā) 電 機 與 并 聯(lián) 電 容 器l 并 聯(lián) 電 抗 器 與 調 相 機l 靜 止 無 功 補 償 器 （ SVC） Static Va

6、r Compensatorl 靜 止 調 相 機 （ STATCON） Static Condenserl 電 容 器 、 調 相 機 、 靜 止 補 償 器 的 比 較 見 書 Page-223 l 發(fā) 電 機 ：通 過 改 變 勵 磁 電 流 ， 可 連 續(xù)調 節(jié) 無 功 ， 且 可 吸 可 發(fā) 感 性無 功 ， 不 需 額 外 投 資 。 P SNQNPNQ0,發(fā) QLl 并 聯(lián) 電 容 器 ： QC BCU2 ， 輸 出 無 功 與 電 壓 有 關 ， 電 壓 越 高 ， 輸 出無 功 越 大 ， 不 利 于 無 功 調 節(jié) ； 只 發(fā) 感 性 無 功 ， 投 資 小 ，經 濟 性 好

7、 。 不 可 連 續(xù) 調 節(jié) ， 不 能 作 為 動 態(tài) 無 功 電 源 。 并 聯(lián) 電 抗 器 與 調 相 機 并 聯(lián) 電 抗 器 ：輸 出 無 功 與 電 壓 有 關 ， 只 發(fā) 容 性 無 功 ， 用 于 超 高 壓 、長 距 離 、 輕 載 線 路 。 投 資 小 ， 經 濟 性 好 。 不 可 連 續(xù) 調節(jié) ， 不 能 作 為 動 態(tài) 無 功 電 源 。 調 相 機 ：過 激 運 行 ， 發(fā) 感 性 無 功 ； 欠 激 運 行 ， 吸 收 感 性 無 功 。輸 出 無 功 與 U無 關 ， 可 連 續(xù) 調 節(jié) ， 但 投 資 大 ， 運 行 維護 困 難 。 SVC TSCSR C

8、T R ： 晶 閘 管 開 關 電 容 器 型： 飽 和 電 抗： 晶 閘 管 控 制 電 抗器 型 器 型SVC： Static Var Compensator；TCR： Transistor Controlled ReactorTSC ： Transistor Switched Capacitor； SR ： Saturated Reactor CLfC（ a） TCR型 （ b） TSC型 CLfCSR CSC（ b） SR型不 可 控 ， 限 制 電壓 波 動晶 閘 管 代 替機 械 開 關濾波器 TCRUminILmax0ICmaxC U I 0IC Un=1n=2n=3 IL SR

9、UminIL0ICC U ISR+CSCTSCTCR SR l 輸 出 無 功 仍 然 與 電 壓 有 關 ， 但 可 連 續(xù) 快 速 調 節(jié) ， 可 作為 動 態(tài) 無 功 電 源 。l TCR： 通 過 TCR 中 晶 閘 管 開 關 的 控 制 ， 連 續(xù) 調 節(jié) 其 吸收 的 IL； 結 合 電 容 器 ， 可 吸 可 發(fā) IL 。 投 資 大 ， 主 要 用于 500kV電 網(wǎng) ， 以 提 供 動 態(tài) 無 功 電 源 。l TSC： 通 過 晶 閘 管 開 關 的 切 換 ， 調 節(jié) 其 吸 收 的 IC（ 即輸 出 IL ） ， 可 頻 繁 投 切 ； 只 能 輸 出 IL 。 用

10、得 很 少 。l SR： 根 據(jù) SR的 伏 安 特 性 ， 自 動 調 節(jié) 其 吸 收 的 IL。 結 合電 容 器 ， 可 吸 可 發(fā) IL 。 用 得 很 少 。 LU I U 吸 收 k： 1逆 變 器CAa k： 1LjX靜 止 調 相 機 /靜 止 無 功 發(fā) 生 器 /靜 止 無 功 同 步 補 償 器Statcon / SVG / Statcom 輸 出 Q與 U無 關 ， 可 快 速 連 續(xù) 調 節(jié) 感 性 或 容 性 無 功 ； 投資 大 ， 技 術 不 成 熟 。I I aU AU IUS X UUkjjX UUkI A L AaL Aa )( 跟 蹤 接 入 點 電壓

11、相 位 ， 調 節(jié)逆 變 器 輸 出 電壓 幅 值 ， 實 現(xiàn)感 性 或 容 性 無功 調 節(jié) 。 l 有 功 電 源 不 足 ， 相 應 的 有 功 平 衡 ， 意 味 著 頻 率 的 下 降l 無 功 電 源 不 足 ， 相 應 的 無 功 平 衡 ， 意 味 著 電 壓 的 下 降PL ff 1 fNKG KCPGNPGA、 B兩 平 衡 點 ， B點 電 源 不 足 ， 頻 率 （ 電 壓 ） 小 于 額 定 值AB Q0 UUUN QL+ Q QGC QGCNAB -無 功 補 償 的 作 用l 已 知 線 路 末 端 負 荷 和 首 端 電 壓 ， 根 據(jù) 首 端 功 率 因 數(shù)

12、的 要求 (也 可 以 根 據(jù) 末 端 電 壓 調 整 量 的 要 求 )， 確 定 末 端 無 功補 償 的 容 量 ； 無 功 補 償 的 功 率 因 數(shù) 調 節(jié) （ 降 損 ） 和電 壓 調 節(jié) 的 雙 重 作 用l 書 上 方 法 比 較 近 似 ： 為 了 滿 足 電 源 功 率 因 數(shù) 要 求 ， 則 負荷 功 率 因 數(shù) 應 該 比 電 源 功 率 因 數(shù) 大 （ 因 為 無 功 損 耗 比 有功 損 耗 大 ） ， 但 具 體 補 償 量 的 確 定 是 采 用 經 驗 的 試 探 法 。比 如 電 源 要 求 為 0.85， 則 負 荷 功 率 因 數(shù) 為 0.9， 其 中

13、沒有 嚴 格 的 定 量 關 系 。 -無 功 補 償 的 作 用2 2 22 22( )( )Cj ji jNj j Ci jCN Q QQP QQ X QUP QP R PU i j Pj+j QjQCR+j XPi , Qi , cos 2( )j jj i N CPR Q XV QV U 無 功 調 節(jié)電 壓 調 節(jié)有 功 損 耗 調 節(jié) l 無 功 功 率 電 源 的 最 優(yōu) 分 布 和 無 功 功 率 負 荷 的 最 優(yōu) 補 償 ， 即 無 功 的運 行 優(yōu) 化 問 題 和 規(guī) 劃 問 題 。 無 功 優(yōu) 化 ： 通 過 現(xiàn) 有 無 功 電 源 和 調 壓設 備 （ 變 壓 器 分

14、 接 頭 ） 的 控 制 ， 使 無 功 的 潮 流 分 布 合 理 ， 以 降 低有 功 網(wǎng) 損 ， 提 高 電 壓 質 量 等 。 無 功 規(guī) 劃 ： 通 過 規(guī) 劃 無 功 電 源 和 調壓 設 備 的 位 置 、 容 量 、 調 節(jié) 能 力 ， 以 滿 足 無 功 平 衡 、 電 壓 質 量 、電 壓 穩(wěn) 定 和 投 資 成 本 的 要 求 。l 負 荷 的 自 然 功 率 因 數(shù) 大 約 為 0.6 0.9。 負 荷 中 比 例 最 大 的 異 步 電動 機 ， 其 負 荷 率 愈 低 ， 功 率 因 數(shù) 愈 低 。 當 其 輕 載 或 空 載 運 行 時 ，其 功 率 因 數(shù) 甚

15、至 低 于 0.6。l 提 高 負 荷 功 率 因 數(shù) 的 措 施 ：(1)盡 量 使 電 動 機 的 容 量 與 其 機 械 負 載 匹 配 。 (2)限 制 電 動 機 的 空載 運 行 。 (3)同 步 電 動 機 不 需 系 統(tǒng) 供 應 無 功 功 率 ， 甚 至 還 可 向 系統(tǒng) 輸 出 無 功 功 率 ,因 此 盡 量 以 同 步 電 動 機 代 替 異 步 電 動 機 或 將 繞線 式 異 步 電 動 機 同 步 化 。 l 電 壓 調 整 時 負 荷 變 動 及 其 引 起 電 壓 的 偏 移 分 類 有 幾 種 ？具 體 是 什 么 ？l 限 制 沖 擊 性 負 荷 引 起

16、的 電 壓 波 動 的 主 要 措 施 及 其 作 用原 理 是 什 么 ？l 電 壓 調 整 針 對 的 電 壓 變 動 產 生 的 原 因 是 什 么 ？l 什 么 是 電 壓 中 樞 點 ？l 中 樞 點 電 壓 的 調 整 方 式 有 那 些 ？ 什 么 是 逆 調 壓 、 順 調壓 和 常 調 壓 ？l 電 壓 調 整 的 主 要 手 段 有 那 些 ？ （ 發(fā) 電 機 、 變 壓 器 、 無功 補 償 及 其 組 合 調 壓 等 ） ？l 變 壓 器 分 接 頭 調 壓 或 者 電 容 器 調 壓 的 計 算 方 法 ？ l 電 壓 偏 移 過 大 ， 影 響 生 活 、 生 產

17、、 產 品 質 量 和 產 量 ，損 壞 設 備 ， 甚 至 大 面 積 停 電 。l 電 壓 過 高 ， 設 備 絕 緣 受 損 ， 同 時 變 壓 器 、 電 動 機 等 的鐵 芯 損 耗 增 大 ， 穩(wěn) 升 增 加 ， 壽 命 縮 短 。l 電 壓 過 低 ， 功 率 一 定 時 ， 發(fā) 電 機 、 電 動 機 和 變 壓 器 的繞 組 電 流 增 大 ， 也 會 損 壞 設 備 ， 影 響 壽 命 。l 電 壓 波 動 ， 影 響 照 明 設 備 的 效 率 ， 冶 煉 產 品 的 的 質 量和 產 量 ， 而 對 樞 紐 變 電 站 ， 嚴 重 時 可 能 引 起 “ 電 壓 崩潰

18、” ， 造 成 大 面 積 停 電 。 l 負 荷 變 動 及 其 引 起 電 壓 的 偏 移 分 類（ 1） 大 系 統(tǒng) 專 用 母 線 或 線 路 單 獨 供 電（ 2） 設 置 串 聯(lián) 電 容 器（ 3） 設 置 調 相 機 和 電 抗 器（ 4） 設 置 靜 止 補 償 器 負 荷 變 動 及 其 引 起 電 壓 的 偏 移 分 類l 頻 率 調 整 時 將 有 功 負 荷 的 變 動 及 其 引 起 的 頻 率 偏 移 分成 三 種 ， 而 電 壓 調 整 時 ， 將 有 功 和 無 功 負 荷 的 變 動 及其 引 起 的 電 壓 偏 移 分 成 兩 類 。l （ 1） 周 期 長

19、 、 波 及 面 大 ， 主 要 由 生 產 、 生 活 、 氣 象變 化 等 引 起 的 負 荷 和 電 壓 變 動 。 電 壓 調 整 的 負 荷變 動 特 點l （ 2） 沖 擊 性 或 者 間 歇 性 負 荷 引 起 的 電 壓 波 動 。 這 類負 荷 主 要 有 往 復 式 泵 （ 壓 縮 機 ） 、 電 弧 爐 （ 電 焊 機 ） 、卷 揚 機 （ 起 重 機 ） 、 通 風 設 備 。 電 壓 波 動 限 制 的負 荷 變 動 特 點 一 般 負 荷沖 擊 負 荷電 源 輸 電 系 統(tǒng) CS電 源 輸 電 系 統(tǒng) 一 般 負 荷沖 擊 負 荷（ 3） 調 相 機 補 償 ： 提

20、 供 波 動 負 荷 所 需 的 波 動 無 功 功 率 ， 減小 電 壓 波 動 幅 度 。 串 聯(lián) 電 抗 器 ： 隔 離 波 動 負 荷 ， 維 持 公 用母 線 電 壓 的 恒 定 。（ 2） 串 聯(lián) 電 容 器 ： 抵 消 線 路 電 抗 ， 限 制 電 壓 波 動 幅 度 電 源 輸 電 系 統(tǒng) 一 般 負 荷沖 擊 負 荷（ 4） 飽 和 電 抗 器 （ SR） 補 償 ： 隨 電 壓 的 波 動 快 速 提 供波 動 的 無 功 功 率 ， 從 而 維 持 公 用 母 線 供 電 電 壓 的 恒 定 。 l 電 壓 調 整 所 針 對 電 壓 變 動 的 原 因 ：（ 1） 生

21、 產 、 生 活 、 氣 象 變 化 引 起 的 負 荷 變 動 。（ 2） 個 別 設 備 因 故 障 而 退 出 運 行 造 成 的 網(wǎng) 絡 阻 抗 變 化 ；（ 3） 系 統(tǒng) 結 線 方 式 改 變 引 起 的 功 率 分 布 和 網(wǎng) 絡 阻 抗 變 化 。l 電 壓 調 整 的 目 標 ：保 證 各 電 壓 中 樞 點 的 電 壓 偏 移 不 越 限 。l 電 壓 中 樞 點 ： 指 某 些 可 反 應 系 統(tǒng) 電 壓 水 平 的 主 要 發(fā) 電 廠 或樞 紐 變 電 站 母 線 。 i Uik Uij jk(a) 0 8 16 24Sj (b)hour 0 8 16 24Sk (c)

22、hour日 負 荷 曲 線負 荷 點 位 置負 荷 大 小 和 距 離 不 同 ， 導 致 各 線 路 各 時 段 的 電 壓 損 耗 不 一 樣 0 8 16 24 Uij(d)hour0.04UN0.10UN 240 8 16 Uik hour0.01UN 0.03UN 0 8 16 24U hour1.05UN0.95UNUN日 電 壓 損 耗 曲 線 允 許 電 壓 偏 移(e) 0.99 1.091 0.96 1.06(0.99 )i N N Ni N N Ni i i NU j U U UU k U U UU U j U k U （ ） （ 0.95 1.05） 0.04 （ ）

23、（ 0.95 1.05） 0.0 （ ） （ ） 1.06(1.05 )i Ni Ni NU j UU k UU U（ ） （ 1.05 1.15）（ ） （ 0.96 1.06） 1.06(1.05 ) i Ni Ni NU A UU B UU U（ ） （ 1.05 1.15）（ ） （ 0.98 1.08） 1.0816 24點 0 8點 8 16點 0.98UN1.06UN 24hour1.09UN0 8 1.15UN 1.08UN1.05UNUN0.99UN0.96UNUi 16中 樞 點 電 壓 曲 線 l 逆 調 壓 :高 峰 負 荷 時 升 高 電 壓 、 低 谷 負 荷 時

24、降 低 電 壓的 中 樞 點 電 壓 調 整 方 法 。 好 處 ？ 01.02 1.05 N NU U U 10%iU l 順 調 壓 ： 高 峰 負 荷 時 允 許 中 樞 點 電 壓 略 低 ； 低 谷 負 荷時 允 許 中 樞 點 電 壓 略 高 。l 常 調 壓 ： 在 任 何 負 荷 下 都 保 持 中 樞 點 電 壓 為 一 基 本 不變 的 數(shù) 值 。l 故 障 時 的 允 許 電 壓 偏 移 較 正 常 時 再 增 大 5% ： 發(fā) 電 機 、 變 壓 器 和 其 它 無 功 補 償 設備 （ 如 并 聯(lián) 電 容 器 /電 抗 器 和 SVC等 ） 、 直 流 輸 電 系 統(tǒng)

25、：（ 1） 單 個 調 壓 設 備 的 獨 立 控 制 ；（ 2） 多 個 調 壓 設 備 的 組 合 控 制 。： 單 個 發(fā) 電 廠 變 電 站 的 VQC控 制 ， 多個 廠 站 的 AVC協(xié) 調 控 制 （ 省 調 、 地 調 和 省 地 一 體 化 的AVC控 制 ） 。 ： 單 個 時 段 （ 單 一 負 荷 水 平 ） 的 靜 態(tài)控 制 、 多 個 時 段 （ 多 種 負 荷 水 平 ） 的 動 態(tài) 控 制 。 UG 2k: 1L P jQ調 相 機 或 SVC兩 組 電 容 器兩 組 電 抗 器 QCR+jX 2 ( ) ( )/D D CG NP R Q Q XU U kU

26、UN Umin2=2.4%UG Umax=10% Umin=4% Umax=4% Umin=1.6% Umax2=6%k*:1 maxSminS5%0 -4%-5% -5.6%-9%+4.4%+1% +2%-5%UG逆調壓 k*=1/1.1低 壓 側 升 壓10% l 是 一 種 最 直 接 的 最 經 濟 的 調 壓 方 式 ， 不 需 新 增投 資 ， 只 需 改 變 發(fā) 電 機 勵 磁 電 流 。l 對 于 多 級 供 電 網(wǎng) 絡 ， 如 果 沿 線 電 壓 損 耗 過 大 ，或 者 負 荷 端 電 壓 的 變 化 過 大 ， 則 僅 靠 發(fā) 電 機 調壓 ， 不 能 滿 足 電 壓 質

27、 量 要 求 。 l 有 載 調 壓 變 壓 器 與 普 通 （ 無 載 ） 調 壓 變 壓 器l 變 壓 器 的 分 接 頭 電 壓 與 實 際 變 比l 變 壓 器 的 實 際 變 比 計 算l 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例（ 考 慮 大 小 兩 種 負 荷 的 單 個 變 壓 器 低 壓 側 電 壓 控 制 要 求 ）l 升 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇 （ 不 要 求 ）（ 書 上 內 容 不 符 合 實 際 ， 因 為 升 壓 變 壓 器 低 壓 側 常 常 直 接接 發(fā) 電 機 ， 其 低 壓 側 電 壓 即 為 發(fā) 電 機 機 端 電 壓 ， 不

28、需 要 變壓 器 調 節(jié) ， 而 變 壓 器 分 接 頭 電 壓 的 調 節(jié) 是 為 了 滿 足 高 壓 側的 調 壓 目 標 而 不 是 書 上 的 滿 足 低 壓 側 的 調 壓 目 標 ） 有 載 調 壓 變 壓 器 與 普 通 （ 無 載 ） 調 壓 變 壓 器 max max min min T TS U U S 3 2.5 17T NU U 7個4 2 9個8 1.25 個 5% 32 2.5% 5T NU U 個個有 載 調 壓 變 壓 器 ， 可 帶 負 荷 調 壓 ， 分 接 頭 多 。無 載 調 壓 變 壓 器 ， 不 可 帶 負 荷 調 壓 ， 分 接 頭 少 。變 壓

29、器 分 接 頭 信 息 ： UT1N n d%/UT2Nmax max min minT TS U U S 高 壓 側 額 定 分 接 頭 電 壓 分 接 頭 電 壓 級 差最 大 /小 檔 位 數(shù) 低 壓 側 額 定 分 接 頭 電 壓分 接 頭總 數(shù) 107.25 1(1 2.5%) 110 (1 2.5%) 110 0112.75 1TN if iU i i if iif i TH HTL LU UU UUTN： 額 定 分 接 頭 電 壓 （ 或 主 抽 頭 電 壓 ）變 壓 器 的 實 際 變 比 ： 變 壓 器 的 分 接 頭 電 壓 與 實 際 變 比等 于 其 高 低 壓 側

30、分 接 頭 電 壓之 比 也 等 于 其 理 想 變 壓 器 高低 壓 側 實 際 電 壓 之 比 變 壓 器 變 比 的 計 算變 壓 器 阻 抗 為 低 壓 側 歸 算 值1 2k： 1圖 6-4-11 TZ1 2k： 1 圖 6-4-2TZ 2變 壓 器 阻 抗 為 高 壓 側 歸 算 值 111 22 2 TT U ifUUk UU ifU （ 圖 6-4-1）（ 圖 6-4-2）高 壓 側 低 壓 側高 壓 側 低 壓 側 高 低 壓 側 分 接頭 電 壓 之 比理 想 變 壓 器 高 低 壓側 實 際 電 壓 之 比 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例l 已 知 條

31、 件 及 計 算 要 求l 畫 等 值 電 路l 電 壓 損 耗 計 算l 分 接 頭 電 壓 計 算l 分 接 頭 電 壓 計 算 值 的 歸 檔l 變 比 的 確 定l 變 比 選 擇 的 效 驗l 降 壓 變 變 比 選 擇 中 的 幾 個 問 題 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例已 知 條 件 及 計 算 要 求l 已 知 最 大 與 最 小 負 荷 時 的 系 統(tǒng) 電 壓 U0、 負 荷 點 2的 功率 ， 線 路 和 變 壓 器 的 阻 抗 （ 歸 算 至 高 壓 側 、 ZL和 ZT） 、抽 頭 型 號 ：UT1N n d%/UT2N （ =110 2 2.5%

32、/11） 。要 求 通 過 變 壓 器 分 接 頭 的 調 節(jié) 來 滿 足 負 荷 點 2在 最 大與 最 小 負 荷 狀 態(tài) 時 的 調 壓 目 標 （ 逆 調 壓 ） ， 并 確 定 變壓 器 的 變 比 。0 1 2TL 圖 6-4-3 簡 單 系 統(tǒng) max maxmin minP jQP jQ 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例等 值 電 路0 1 2k： 1ZL ZT Pmax+jQmaxPmin+jQmax圖 6-4-4 簡 單 系 統(tǒng) 的 等 值 電 路R jX U 2理 想 變 壓 器0U 2U2U忽 略 線 路 的 對 地 導 納 和 變 壓 器 的 激 磁

33、 導 納近 似 簡 化 計 算 ， 重 點 是 掌 握 變 壓 器 分 接 頭 調 壓 的 原 理歸 算 至 高 壓 側 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例電 壓 損 耗 計 算 max maxmax 0 min minmin 0 NNP R Q XU UP R Q XU U 2max 0 max2min 0 minU U UU U U 理 想變 壓器 高壓 側實 際電 壓計 算忽 略 電 壓 降 落 的 橫 分 量 ， 近 似 簡 化 計 算 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例分 接 頭 電 壓 計 算理 想 變 壓 器 高 低 壓 側 抽 頭 電 壓 之 比

34、 等 于 其 實 際 電 壓 之 比 。 1max 1min1 2T TT U UU 無 載 變 ， 只 能 有 一 個 分 接 頭 電 壓有 載 調 壓 變 壓 器 ， 兩 種 負 荷 水 平 選 擇 不 同 的 變 比 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例抽 頭 電 壓 計 算 值 的 歸 檔l 如 ： 本 例 中 ， 抽 頭 型 號 110 2 2.5%/11， 相應 的 標 準 抽 頭 電 壓 有 104.5、 107.25、 110、112.75、 115.5。 若 抽 頭 電 壓 計 算 值 UT1=106，則 UT1標 =107.25； 即 選 擇 最 接 近 UT

35、1的 一 個 標 準抽 頭 電 壓 來 進 行 歸 檔 。 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例變 比 的 確 定 max min 21 max 21maxmin 21min / / T NT T NT T NTif k k U Uk U Uif k U U 標標標無 載 變 有 載 變 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例 2max 2max max/U U k 2max 2 max 2min 2 min d%2ddU UU U 標 準 化 誤 差 不 可 能 使 允 許 偏 差平 均 誤 差 2 min 2 min min/U U k本 例 ： U2dmin=U

36、2N=10kV， U2dmax=1.05U2N=10.5 kV，d=2.5， 則 允 許 誤 差 為 1.25%。 即 ： 2max 2N2N2min 2N 2N 100% (5 )% (3.756.25)%2100% (0 )% ( 1.251.25)%2U U dUU U dU 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 選 擇 的 示 例 l 電 壓 損 耗 的 計 算 ， 沒 有 考 慮 功 率 損 耗 和 壓 降 橫 分 量 ， 沒 有考 慮 線 路 和 變 壓 器 對 地 導 納 ， 且 采 用 額 定 電 壓 進 行 計 算 。 max max min minmax min0 0; N NP

37、 R Q X P R Q XU UU U l 變 壓 器 的 阻 抗 計 算 ， 沒 有 考 慮 分 接 頭 電 壓 變 化 的 影 響 6.4 電 力 系 統(tǒng) 的 電 壓 調 整 l 并 聯(lián) 補 償 設 備 的 調 壓 原 理 ： 重 負 荷 時 （ 負 荷 的 端 電 壓 低 ） ， 輸 出感 性 無 功 ， 就 地 補 償 負 荷 的 感 性 無 功 需 求 ， 從 而 減 小 輸 電 線 路 中的 感 性 無 功 功 率 及 其 產 生 的 電 壓 損 耗 ， 以 提 高 負 荷 的 端 電 壓 。 輕負 荷 時 （ 負 荷 的 端 電 壓 高 ） ， 吸 收 感 性 無 功 ， 增

38、大 輸 電 線 路 中 的感 性 無 功 需 求 及 其 產 生 的 電 壓 損 耗 ， 進 而 降 低 負 荷 的 端 電 壓 。l 并 聯(lián) （ 開 關 ） 電 容 器 /電 抗 器 ： 只 能 成 組 投 切 ， 不 能 連 續(xù) 調 節(jié) 。l 調 相 機 ： 調 節(jié) 其 勵 磁 電 流 進 而 調 節(jié) 其 輸 出 的 感 性 或 容 性 無 功 功 率 ，可 以 工 作 于 定 電 壓 或 定 功 率 控 制 方 式 。 定 電 壓 控 制 時 ， 其 輸 出 無功 與 勵 磁 電 流 成 線 性 關 系 。l 飽 和 電 抗 器 ： 不 可 控 ， 其 輸 出 無 功 與 端 電 壓 成

39、 反 比 關 系 。l 晶 閘 管 控 制 電 抗 器 型 靜 止 補 償 器 ： 調 節(jié) 晶 閘 管 觸 發(fā) 角 以 改 變 電 抗器 吸 收 的 感 性 無 功 功 率 ， 從 而 調 節(jié) 其 輸 出 的 感 性 或 容 性 無 功 功 率 。端 電 壓 給 定 時 ， 其 輸 出 無 功 與 觸 發(fā) 角 呈 余 弦 關 系 。 l 已 知 系 統(tǒng) 電 壓 Ui， 負 荷 節(jié) 點 j的 功 率 Pj+jQj， 線 路 和 變壓 器 阻 抗 ， 變 壓 器 變 比 ， 要 求 通 過 補 償 設 備 的 容 量 QC調 節(jié) ， 使 負 荷 點 的 電 壓 滿 足 調 壓 目 標 要 求 Uj

40、c=Ujcd圖 6-24具 有 并 聯(lián) 補 償 設 備 的 簡 單 系 統(tǒng)i T T jL cjQj jP jQ 圖 6-25等 值 電 路iU 1:k iU TZ LZ TZ jU :1k jUR jX cjQj jP jQ理 變 理 變理 想 變 壓 器 高 壓 側 電 壓 j ji j jPR Q XU U U ; j j c j jcQ Q Q U U ( )j j c i jc jcPR Q Q XU U U 補 償 前補 償 后 相 減 近 似 計 算 ： 不 考 慮 電 壓 降 落 的 橫 分 量 jc j j j jc jc j jc jjc jc jU PR QX PR QX

41、Q U UX U UU U UX ; jc jcd jcdc jcd jU kUkUQ kU UX 目 標 ：Ujc=Ujcd（ 6-24） l 首 先 考 慮 發(fā) 電 機 調 壓 ， 因 不 用 附 加 設 備 ， 不 需 附 加 投 資 。當 然 ， 應 該 盡 量 避 免 無 功 的 遠 距 離 傳 輸 ， 否 則 不 僅 會 增大 有 功 損 耗 ， 而 且 對 電 壓 的 調 節(jié) 也 不 利 。l 有 載 調 壓 變 壓 器 可 帶 負 荷 調 壓 ， 而 無 載 變 只 能 停 運 調 壓 。經 常 性 的 變 壓 器 調 壓 ， 只 能 是 采 用 有 載 調 壓 變 壓 器 （

42、 或串 聯(lián) 加 壓 器 ， 很 少 ） 。 隨 著 電 壓 質 量 的 要 求 逐 漸 提 高 ，目 前 在 500kV、 220kV和 110kV電 網(wǎng) 中 ， 廣 泛 采 用 有 載調 壓 變 壓 器 ， 而 35kV或 10kV電 網(wǎng) 常 采 用 無 載 調 壓 變 壓器 。l 變 壓 器 調 壓 不 能 解 決 無 功 平 衡 問 題 ， 當 無 功 不 足 時 ， 變壓 器 調 壓 甚 至 可 能 加 劇 無 功 不 足 并 引 發(fā) 電 壓 電 壓 穩(wěn) 定 問題 。 l 無 功 不 足 的 系 統(tǒng) ， 首 要 問 題 是 增 加 無 功 電 源 ， 以 采 用 并聯(lián) 電 容 器 、

43、調 相 機 或 靜 止 補 償 器 為 宜 。 其 中 ， 調 相 機 因運 行 、 維 護 費 用 大 成 為 淘 汰 設 備 ， 而 靜 止 補 償 器 因 為 投資 大 也 應 用 很 少 。 就 地 無 功 補 償 既 能 調 壓 又 能 減 小 電 網(wǎng)中 的 無 功 功 率 傳 輸 ， 從 而 降 低 有 功 損 耗 ， 因 此 也 在 電 網(wǎng)中 廣 泛 采 用 。 一 般 都 在 變 壓 器 的 低 壓 側 設 置 可 控 的 無 功補 償 設 備 （ 如 多 組 并 聯(lián) 電 容 器 組 ） ， 以 達 到 無 功 的 就 地補 償 目 的 。 而 500kV變 電 站 還 常 配

44、 置 不 可 控 的 500kV高壓 并 聯(lián) 電 抗 器 （ 高 抗 ） ， 以 補 充 線 路 過 剩 的 充 電 無 功 。l 串 聯(lián) 補 償 電 容 器 ， 因 其 設 計 、 運 行 方 面 的 問 題 很 少 采 用 。 l 為 合 理 選 擇 調 壓 措 施 ， 應 進 行 綜 合 技 術 經 濟 比 較 。 變 壓 器 和 補 償 無 功 的 調 壓 原 理 公 式 l 調 壓 原 理 公 式US 2k: 1 D DP jQQC2 ( ) ( )/D D CS NP R Q Q XU U kU UN k： 1R jX USU 2U2UR jX QC系 統(tǒng) 電 壓調 壓 時近 似

45、不 變 低 壓 側 電 壓調 壓 目 標D DP jQ 基 于 調 壓 原 理 公 式 的 調 壓 計 算 方 法l 變 壓 器 變 比 調 壓 2( )( )/D D Cd S dNP R Q Q Xk U UU 2 2 d dU U k k l 無 功 補 償 調 壓 2 2 d C CdU U Q Q 2 D D NC d S NP R Q X UQ kU U U X 歸 檔圓 整標 準 化 調 壓 算 例l R=10， X=50， P=5MW， Q=1.2MVar， UN=110kV，US=109kV， k=110 8 1.25/11kV;QC0=1MVar,共 四 組l 要 求 U2d=1.0U2Nl 補 償 無 功 為 0， 采 用 變 比 調 壓 ， 則 分 接 頭 電 壓 為 ？l 分 接 頭 為 8檔 ， 采 用 補 償 無 功 調 壓 ， 則 補 償 無 功 多 少 組？