電力系統(tǒng)的無功功率平衡和電壓調(diào)整

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1、1 第 十 二 章電 力 系 統(tǒng) 的 無 功 功 率 平 衡 和 電 壓 調(diào) 整 12-1: 電 力 系 統(tǒng) 的 無 功 功 率 平 衡12-2: 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念12-3: 電 壓 調(diào) 整 的 措 施12-4: 調(diào) 壓 措 施 的 應(yīng) 用目 錄 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡無 功功 率平 衡 無 功 負 荷 與 無 功 電 源 失 去 平 衡 時 ， 會 引 起系 統(tǒng) 電 壓 的 升 高 或 下 降 。 實 現(xiàn) 無 功 功 率 在 額 定 電 壓 下 的 平 衡 是 保 證電 壓 質(zhì) 量 的 基 本 條 件 。 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡1. 無 功

2、功 率 負 荷 和 無 功 功 率 損 耗1） 無 功 功 率 負 荷 QLD： 以 異 步 電 動 機 為 例 說 明 負 荷 消 耗 無 功 功 率 的 特 點 異 步 電 動 機 是 電 力 系 統(tǒng) 主 要 的 無 功 負 荷 系 統(tǒng) 無 功 負 荷 的 電 壓 特 性 主 要 由 異 步 電 動 機 決 定 2 2M m mVQ Q Q I XX Qm : 勵 磁 功 率 。 當 電 壓 較 高 時 ， 由 于 飽 和 的 影 響 ， Xm 下 降 ， Qm 隨 V 變 化 的 曲 線 稍 高 于 二 次 曲 線 。Q : 漏 抗 X的 無 功 損 耗 ， 若 負 載 功 率 = 常

3、數(shù) ， 當 電 壓 降低 時 ， 轉(zhuǎn) 差 s 增 大 ， I 增 大 ， Q 也 增 大 。 2 1P M I R s s在 額 定 電 壓 附 近 ， 電 動 機 的 無 功 功 率 隨 電 壓 的 增 減 而 增 減 。 但 當 電 壓明 顯 降 低 時 ， 無 功 功 率 主 要 由 無 功 損 耗 決 定 ， 隨 電 壓 下 降 反 而 上 升 。 為 受 載 系 數(shù) 實 際 負 荷 /額 定 負 荷 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡1. 無 功 功 率 負 荷 和 無 功 功 率 損 耗2） 變 壓 器 的 無 功 損 耗 22 2 200 % %( ) X ( )100 10

4、0S NLT T T T N NI V VS SQ Q Q V B SV S V Q0： 勵 磁 損 耗 ， 與 V 2 成 正 比 QT： 漏 抗 損 耗 ， 當 S 不 變 時 ， 與 V 2 成 反 比變 壓 器 的 無 功 損 耗 電 壓 特 性 與 異 步 電 動 機 類 似 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡1. 無 功 功 率 負 荷 和 無 功 功 率 損 耗3） 線 路 的 無 功 損 耗 Q L： 線 路 電 抗 的 無 功 功 率 QB： 充 電 無 功 功 率35kV及 以 下 輸 電 線 的 充 電 功 率 小 ， 線 路 消 耗 無 功 功 率110kV及 以

5、上 輸 電 線 ， 重 載 時 是 無 功 負 載 ， 輕 載 時 能 成 為 無 功 源2 2 2 21 1 1 221 2L B P Q V VQ Q X BV 1V 2VjXR2Bj 2Bj2Bj Q1Bj Q1 1P jQ 2 2P jQ 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡2. 無 功 功 率 電 源 發(fā) 電 機 同 步 調(diào) 相 機 靜 電 電 容 器 靜 止 無 功 補 償 器 靜 止 無 功 發(fā) 生 器 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡2. 無 功 功 率 電 源1） 發(fā) 電 機發(fā) 電 機 是 唯 一 的 有 功 功 率 電 源， 又 是 最 基 本 的 無 功 功 率

6、電 源sin GN GN NGN NQ SP tg SGN： 額 定 視 在 功 率 GN： 額 定 功 率 因 數(shù) 角 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡2. 無 功 功 率 電 源1)發(fā) 電 機 隱 極 機 聯(lián) 接 在 恒 壓 母 線 上可 見 ， 發(fā) 電 機 只 在 額 定 電 壓 、 電 流 和 功 率 因數(shù) 下 運 行 （ C點 ） 才 能 達 到 額 定 視 在 功 率 ，使 容 量 得 到 最 充 分 利 用 。 降 低 功 率 因 數(shù) 運 行時 ， 無 功 受 轉(zhuǎn) 子 電 流 限 制 。 發(fā) 電 機 一 般 以 滯 后 功 率 因 數(shù) 運 行 ， 必 要 時 可以 減 少

7、勵 磁 電 流 在 超 前 功 率 因 數(shù) 下 運 行 ， 即 進 相 運 行 ， 以 吸 收 系 統(tǒng) 多 余 的 無 功 功 率 。（ 系 統(tǒng) 低 負 荷 運 行 時 ， 線 路 電 抗 無 功 損 耗 明顯 減 少 ， 線 路 充 電 功 率 大 量 剩 余 ， 引 起 系 統(tǒng)電 壓 升 高 ， 發(fā) 電 機 進 相 運 行 有 利 于 調(diào) 壓 ） u旋轉(zhuǎn)元件，運行維護復(fù)雜；u有功損耗較大，滿負荷時約為額定容量的1.5%5%，容量越小，比例越大；u小容量機組投資費用高（每kVA），僅利于集中大容量使用；u響應(yīng)速度較慢，難以適應(yīng)動態(tài)無功控制的要求u 20世紀70年代后，逐漸為靜止無功補償器取代

8、；2)同步調(diào)相機u過勵磁運行，向電網(wǎng)輸出感性無功功率；u欠勵磁運行，從電網(wǎng)吸收感性無功功率；u欠勵磁最大容量為過勵磁容量的50%65%；u可實現(xiàn)無功電壓連續(xù)調(diào)節(jié)；u具有強勵功能，有利于提高穩(wěn)定性 3)靜電電容器u輸出無功與節(jié)點電壓平方成正比，無功功率調(diào)節(jié)性能較差；u裝設(shè)容量可達可小，既可集中安裝，亦可分散安裝；u單位容量投資費用較小，與總?cè)萘繜o關(guān)；u運行損耗約為額定容量的0.3%0.5%；u無旋轉(zhuǎn)元件，運行維護方便；u可根據(jù)負荷變化，分組投切電容器，實現(xiàn)補償功率的分級調(diào)節(jié)（不連續(xù)）；u目前廣泛低壓配網(wǎng)中廣泛采用的無功補償技術(shù)u工程上遇到由于諧波引起的電容器損壞事故較為突出，值得關(guān)注 4)靜止無

9、功補償器飽和電抗器型靜止補償器 4)靜止無功補償器晶閘管控制電抗器型靜止補償器uTCR支路正負半周內(nèi)部分 導(dǎo)通u等值電感可連續(xù)調(diào)節(jié)u有諧波 4)靜止無功補償器晶閘管投切電容器型靜止補償器uTSC：整周 波投切，不產(chǎn)生諧波u分級調(diào)節(jié)u快速響應(yīng) 5)靜止無功發(fā)生器（SVG：Static Var Generator）u與SVC相比，響應(yīng)速度更快，運行范圍更寬，諧波電流含量更少 u電壓較低時仍可向系統(tǒng)注入較大的無功電流u儲能電容的容量遠小于裝置無功容量 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡3. 無 功 功 率 平 衡 無 功 功 率 平 衡 計 算系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡 關(guān) 系 式 ： QG

10、 C QLD QL Qres QG C： 電 源 供 應(yīng) 的 無 功 功 率 之 和Q LD： 無 功 負 荷 之 和QL： 網(wǎng) 絡(luò) 無 功 功 率 損 耗 之 和Qres： 無 功 功 率 備 用Qres0 表 示 系 統(tǒng) 中 無 功 功 率 可 以 平 衡 且 有 適 量 的 備 用QresR， 當 Q與 P可 比 時 ， 電 壓 降 落 的 絕 大 部 分 為 QX項 ， 如 果 減 少 Q， 則 可 以 大 大 減 少 電 壓 損 耗 。 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡4. 無 功 功 率 與 電 壓 的 關(guān) 系 節(jié) 點 電 壓 有 效 值 的 大 小 對 無 功 功 率 分

11、布 起 決 定 作 用0V V 忽 略 R 2sincos sin coscossin cos sinEVP VI E XIXEV VQ VI E V XIX X 電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡 2 22EV VPX X 4. 無 功 功 率 與 電 壓 的 關(guān) 系 節(jié) 點 電 壓 有 效 值 的 大 小 對 無 功 功 率 分 布 起 決 定 作 用2cossin EV VQ VI X X 當 P 和 E 為 定 值 時 ， Q 與 V 的關(guān) 系 如 右 圖 ：由 此 可 見 ， 系 統(tǒng) 無 功 電 源 充 足 ， 可以 滿 足 較 高 電 壓 水 平 下 的 無 功 功 率平 衡

12、， 無 功 不 足 ， 則 運 行 電 壓 水 平較 低 。 節(jié) 點 電 壓 有 效 值 的 大 小 對 于無 功 功 率 分 布 起 決 定 作 用 。 (40+j30)MVA2 100kmLGJ 185T 1 SLDT 21 2 (40+J30)MVASG S1 ZL S2 SLDSL jQB1S01 S02jBL/2 jQB2 j10MVA5. 例 12-1電 力 系 統(tǒng) 無 功 功 率 平 衡 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念電 壓 是 電 能 質(zhì) 量 的 重 要 指 標 之 一 。 電 壓 質(zhì) 量 對 電 力系 統(tǒng) 的 安 全 與 經(jīng) 濟 運 行 ， 對 保 證 用 戶 安 全 生

13、 產(chǎn) 和 產(chǎn)品 質(zhì) 量 以 及 電 氣 設(shè) 備 的 安 全 與 壽 命 有 重 要 的 影 響 。因 此 電 壓 調(diào) 整 具 有 一 定 的 重 要 性 。 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念1. 允 許 電 壓 偏 移 指 標嚴 格 保 證 電 壓 經(jīng) 濟 上 不 可 行 ， 也 沒 有 必 要 ， 允 許 的 電 壓 偏 移 ： 35kV及 以 上 ： 正 負 偏 移 的 絕 對 值 之 和 不 超 過 額 定 電 壓 的10%10kV以 下 三 相 供 電 電 壓 ： 7%低 壓 照 明 （ 220V單 相 供 電 ） ： +7%， -10%農(nóng) 村 電 網(wǎng) ： +15%， -10%（ +

14、10%， -15%） 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理1) 中 樞 點 ： 電 力 系 統(tǒng) 中 重 要 的 供 電 點 （ 電 壓 支 撐 點 ） 。電 力 系 統(tǒng) 中 負 荷 點 數(shù) 目 眾 多 又 很 分 散 ， 有 必 要 選 擇 一 些 有代 表 性 的 節(jié) 點 ， 這 些 點 的 電 壓 質(zhì) 量 符 合 要 求 ， 其 它 各 點 的電 壓 質(zhì) 量 也 能 基 本 滿 足 要 求 。如 ： 區(qū) 域 性 水 、 火 電 廠 高 壓 母 線 有 大 量 地 方 負 荷 的 發(fā) 電 機 電 壓 母 線 樞 紐 變 電 所 的 二 次 母 線 電 壓 調(diào) 整

15、 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 中 樞 點 向 兩 個 負 荷 點 供 電 中 樞 點 向 多 個 負 荷 點 供 電 如 果 中 樞 點 是 發(fā) 電 機 母 線 在 任 何 時 候 ， 各 個 負 荷 點 所 要 求 的 中 樞 點 允 許 變 化 范 圍應(yīng) 有 公 共 部 分 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 中 樞 點 向 兩 個 負 荷 點 供 電 S Bmax t/h S SBmin SAmax SAmint/h V

16、t/h VSAB ASBO 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 中 樞 點 向 兩 個 負 荷 點 供 電 由 圖 可 見 ， 盡 管 A、 B兩 負 荷 點 的 電 壓 有 10 的 變 化范 圍 ， 但 是 由 于 兩 處 負 荷 大 小 和 變 化 規(guī) 律 不 同 ， 兩 段線 路 的 電 壓 損 耗 值 及 變 化 規(guī) 律 亦 不 相 同 。 為 同 時 滿 足兩 負 荷 點 的 電 壓 質(zhì) 量 要 求 ， 中 樞 點 電 壓 的 允 許 變 化 范圍 就 大 大 縮 小 ， 最 大 時 為 7 ，

17、 最 小 時 僅 有 1 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 中 樞 點 向 多 個 負 荷 點 供 電 一 般 選 擇 最 高 點 和 最 低 點 來 確 定 中 樞 點 電 壓 即 可 。 即地 區(qū) 負 荷 最 大 時 ， 電 壓 最 低 的 負 荷 點 的 允 許 電 壓 下 限 電 壓 損 耗 作 為 中 樞 點 的 最 低 電 壓 ； 地 區(qū) 負 荷 最 小 時， 電 壓 最 高 的 負 荷 點 的 允 許 電 壓 上 限 電 壓 損 耗 作 為中 樞 點 的 最 高 電 壓 。 電 壓 調(diào) 整

18、的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 中 樞 點 為 發(fā) 電 機 母 線 除 了 上 述 要 求 外 ， 還 應(yīng) 受 廠 用 電 設(shè) 備 和 發(fā) 電 機 的 最 高允 許 電 壓 、 保 持 系 統(tǒng) 穩(wěn) 定 的 最 低 允 許 電 壓 的 限 制 。 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 在 任 何 時 候 ， 各 個 負 荷 點 所 要 求 的 中 樞 點 允 許 變 化 范 圍應(yīng) 有 公 共 部 分調(diào) 整 中 樞 點 電 壓 ， 使 其

19、 在 公 共 部 分 的 允 許 范 圍 內(nèi) 變 動 ，就 可 以 滿 足 各 負 荷 點 的 調(diào) 壓 要 求 ， 而 不 必 在 各 負 荷 點 再裝 設(shè) 調(diào) 壓 設(shè) 備 。并 不 是 所 有 情 況 下 都 可 以 調(diào) 壓 中 樞 點 電 壓 來 滿 足 所 有 負 荷 節(jié) 點 的 電 壓 要 求 ， 有 時 要 采 取 附 加 措 施 ， 如 在 負 荷 點裝 設(shè) 調(diào) 壓 設(shè) 備 。 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念2. 中 樞 點 電 壓 管 理2) 中 樞 點 電 壓 允 許 變 化 范 圍 確 定 弄 清 由 中 樞 點 調(diào) 壓 的 各 負 荷 節(jié) 點 的 負 荷 的 變 化 規(guī)

20、 律 和電 壓 允 許 的 范 圍 ； 根 據(jù) ， 計 算 各 負 荷 節(jié) 點 對 中 樞 點 電 壓 的 要 求 ； 各 負 荷 對 中 樞 點 電 壓 要 求 的 公 共 區(qū) 域 ， 即 為 中 樞 點 電壓 容 許 變 化 范 圍 ， 反 過 來 說 ， 只 要 中 樞 點 電 壓 在 這 一 范 圍內(nèi) ， 即 可 以 滿 足 各 點 的 調(diào) 壓 要 求 逆 調(diào) 壓 模 式 順 調(diào) 壓 模 式 恒 調(diào) 壓 模 式 在 高 峰 負 荷 時 升 高 中 樞 點 電 壓 （ 1.05VN） ， 在 低 谷 負 荷 時 降 低中 樞 點 電 壓 （ 1.0VN， 保 持 額 定 電 壓 ） 適

21、用 于 ： 線 路 長 ， 負 荷 變 動 大 的 場 合 若 發(fā) 電 機 電 壓 一 定 ， 則 大 負 荷 時 ， 中 樞 點 電 壓 下 降 ， 小 負 荷 時 ，中 樞 點 電 壓 稍 高 ， 與 逆 調(diào) 壓 相 反 ， 所 以 逆 調(diào) 壓 往 往 難 實 現(xiàn)逆 調(diào) 壓 模 式電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念3. 中 樞 點 電 壓 調(diào) 整 方 式 逆 調(diào) 壓 模 式 順 調(diào) 壓 模 式 恒 調(diào) 壓 模 式 高 峰 負 荷 時 允 許 中 樞 點 電 壓 低 一 些 ， 但 不 低 于 線 路 額 定 電 壓 的102.5 ； 低 谷 負 荷 時 允 許 其 電 壓 高 一 些 ，

22、但 不 超 過 線 路 額 定 電 壓 的 107.5 的 調(diào) 壓 模 式 。 適 用 于 ： 某 些 供 電 距 離 較 近 ， 或 者 負 荷 變 動 不 大 的 變 電 所順 調(diào) 壓 模 式電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念3. 中 樞 點 電 壓 調(diào) 整 方 式 逆 調(diào) 壓 模 式 順 調(diào) 壓 模 式 恒 調(diào) 壓 模 式介 于 前 面 兩 種 調(diào) 壓 方 式 之 間 的 調(diào) 壓 方 式 是 恒 調(diào) 壓 。任 何 負 荷 下 中 樞 點 電 壓 基 本 保 持 不 變 且 略 大 于 VN ， 一 般 較 線路 電 壓 高 2%-5%。恒 調(diào) 壓 模 式電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念

23、3. 中 樞 點 電 壓 調(diào) 整 方 式 式 中 k1和 k2分 別 為 升 壓 和 降 壓 變 壓 器 的 變 比 ， R和 X分 別 為 變 壓 器 和 線 路 的 總 電 阻 和 總 電 抗電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念3. 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 原 理 G 1G 1b 2 2VV VV = = PR QXkk Vk k R+jX P+jQ1:K1 VbK2:1VG 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 概 念3. 電 壓 調(diào) 整 的 基 本 原 理 G 1G 1b 2 2VV VV = = PR QXkk Vk k 由 公 式 可 見 ， 為 了 調(diào) 整 用 戶 端 電 壓 Vb 可

24、以 采 取 以 下 措 施 ：（ 1） 調(diào) 節(jié) 勵 磁 電 流 以 改 變 發(fā) 電 機 機 端 電 壓 V G（ 2） 適 當 選 擇 變 壓 器 的 變 比（ 3） 改 變 線 路 的 參 數(shù)（ 4） 改 變 無 功 功 率 的 分 布 電 壓 調(diào) 整 的 措 施電 壓調(diào) 整措 施 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓 線 路 串 聯(lián) 電 容 補 償 調(diào) 壓 依 靠 自 動 勵 磁 裝 置 調(diào) 節(jié) 勵 磁 電 流 來 改 變 端 電 壓對 于 不 同 類 型 的 供 電 網(wǎng) 絡(luò) ， 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 所 起 作 用 不 同（ 1）

25、由 孤 立 的 發(fā) 電 廠 不 經(jīng) 升 壓 直 接 供 電 的 小 型 電 力 網(wǎng) ， 改 變 發(fā) 電 機 端 電 壓 就可 以 滿 足 負 荷 點 的 電 壓 質(zhì) 量 要 求 （ 逆 調(diào) 壓 ） ， 不 必 另 外 再 增 加 調(diào) 壓 設(shè) 備 。（ 2） 對 于 線 路 較 長 、 供 電 范 圍 交 大 、 有 多 級 變 壓 的 供 電 系 統(tǒng) ， 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 主要 是 為 了 滿 足 近 處 地 方 負 荷 的 電 壓 質(zhì) 量 要 求 （ 逆 調(diào) 壓 ） 。電 壓 調(diào) 整 的 措 施1. 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 對 于 不 同 類 型 的 供 電 網(wǎng) 絡(luò) ， 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 所

26、 起 作 用 不 同（ 3） 對 于 由 若 干 發(fā) 電 廠 并 列 運 行 的 電 力 系 統(tǒng) ， 進 行 電 壓 調(diào)整 的 電 廠 需 有 相 當 充 裕 的 無 功 容 量 儲 備 ， 一 般 不 易 滿 足 。 另外 調(diào) 整 個 別 發(fā) 電 廠 的 母 線 電 壓 ， 會 引 起 無 功 功 率 重 新 分 配 ，可 能 同 無 功 功 率 的 經(jīng) 濟 分 配 發(fā) 生 矛 盾 。 所 以 在 大 型 電 力 系 統(tǒng)中 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 一 般 只 作 為 一 種 輔 助 性 的 調(diào) 壓 措 施 。電 壓 調(diào) 整 的 措 施1. 發(fā) 電 機 調(diào) 壓 改 變 變 壓 器 變 比 可 以

27、升 高 或 降 低 次 級 繞 組 的 電 壓 。 改 變 變壓 器 的 變 比 調(diào) 壓 實 際 上 就 是 根 據(jù) 調(diào) 壓 要 求 適 當 選 擇 分 接 頭電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 1） 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇（ 2） 升 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇 調(diào) 壓 分 接 頭 在 高 壓 繞 組 ， 高 壓 /中 壓 繞 組 對 應(yīng) 額 定 電 壓 的 分 接 頭 為 主 接 頭 6300kVA及 以 下 3個 分 接 頭 0.5% 8000kVA及 以 上 5個 分 接 頭 2 2.5%用 于 在 系 統(tǒng) 無 功 充

28、足 時 ，解 決 各 變 電 所 的 調(diào) 壓 問 題 VT ( PRT QXT ) / V1V2 ( V1 VT ) / kk V1t/V2N 是 變 壓 器 的 變 比 ， 即 高 壓 繞 組 分 接 頭 電 壓 V1t和 低 壓繞 組 額 定 電 壓 V2N之 比 ， 低 壓 側(cè) 要 求 得 到 的 電 壓 為 V2 。將 k 代 入 上 式 ， 得 高 壓 側(cè) 分 接 頭 電 壓 ： V1t ( V1 VT ) * V2N / V2 當 變 壓 器 通 過 不 同 的 功 率 時 ， 可 以 通 過 計 算 求 出 在 不 同 負 荷 下為 滿 足 低 壓 側(cè) 調(diào) 壓 要 求 所 應(yīng) 選

29、 擇 的 高 壓 側(cè) 分 接 頭 電 壓電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 1） 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇 V2P+jQV1 RT+jXTk:1 普 通 的 雙 繞 組 變 壓 器 的 分 接 頭 只 能 在 停 電 的 情 況 下 改 變 ， 在 正 常的 運 行 中 無 論 負 荷 怎 樣 變 化 只 能 使 用 一 個 固 定 的 分 接 頭 。 這 樣 可以 計 算 最 大 負 荷 和 最 小 負 荷 下 所 要 求 的 分 接 頭 電 壓V1tmax ( V1max Vtmax ) V2N / V2maxV1tmin ( V1min

30、 Vtmin ) V2N / V2min然 后 求 取 它 們 的 算 術(shù) 平 均 值 ， 即V1t.av ( V1tmax V1tmin ) /2根 據(jù) 值 可 選 擇 一 個 與 它 最 接 近 的 分 接 頭 。 然 后 根 據(jù) 所 選 取 的 分 接頭 校 驗 最 大 負 荷 和 最 小 負 荷 時 低 壓 母 線 電 壓 上 的 實 際 電 壓 是 否 符合 要 求電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 1） 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇 當 考 慮 負 荷 變 化 時 ， 分 別 求 出 最 大 和 最 小 負 荷 時 的 抽 頭 選 擇

31、 ， 然 后取 其 算 術(shù) 平 均 值 ， 再 進 行 校 驗 是 否 滿 足 電 壓 要 求 ， 基 本 步 驟 如 下 ：1) 根 據(jù) 最 大 和 最 小 負 荷 的 運 行 情 況 ， 求 出 其 一 次 側(cè) 電 壓 V1max 和 V1min ， 以 及 通 過 變 壓 器 的 負 荷 Pmax+jQmax 和 Pmin+jQmin ， 求 取 變 壓器 的 電 壓 損 耗 Vmax 和 Vmin。電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 1） 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇 4). 選 擇 鄰 近 的 接 頭 作 為 所 選 擇 的 接 頭 3

32、). 取 其 算 術(shù) 平 均 值電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 1） 降 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇2). 套 用 公 式 計 算 最 大 負 荷 和 最 小 負 荷 時 的 分 接 頭 選 擇1max max1 max 22maxt NV VV VV 1min min1 min 22 mint NrV VV VV1 . 1 max 1 min1( )2t av t tV V V 5). 套 用 低 壓 側(cè) 電 壓 計 算 公 式 進 行 驗 算 1max max2max 21 NtV VV VV 1min min2min 21 NtV VV

33、VV 與 選 擇 降 壓 變 壓 器 分接 頭 的 方 法 基 本 相 同電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 2） 升 壓 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇由 于 升 壓 變 壓 器 中 功 率 方 向 是 從 低 壓 側(cè) 送 往 高 壓 側(cè) 的 ， 故 公式 中 VT前 的 符 號 應(yīng) 相 反 ， 即 應(yīng) 將 電 壓 損 耗 和 高 壓 側(cè) 電 壓 相加 。 因 而 有 ： V 1t ( V1+ VT ) *V2N/V2式 中 ， V2為 變 壓 器 低 壓 側(cè) 的 實 際 電 壓 或 給 定 電 壓 ； V1為 高 壓側(cè) 所 要 求 的 電 壓注 意 ：

34、 升 壓 變 壓 器 和 降 壓 變 壓 器 繞 組 的 額 定 電 壓 略 有 差 別 。V2 P+jQV1RT+ jXT1:k 采 用 固 定 分 接 頭 的 變 壓 器 進 行 調(diào) 壓 ， 不 可 能 改 變 電 壓 損 耗 的 數(shù) 值， 也 不 能 改 變 負 荷 變 化 時 次 級 電 壓 的 變 化 幅 度 ； 通 過 對 變 比 的 適 當選 擇 ， 只 能 把 這 一 電 壓 變 化 幅 度 對 于 次 級 額 定 電 壓 的 相 對 位 置 進 行適 當 的 調(diào) 整 。 如 果 計 及 變 壓 器 電 壓 損 耗 在 內(nèi) 的 總 損 耗 ， 最 大 負 荷 和 最 小 負 荷

35、 時的 電 壓 變 化 幅 度 超 過 了 分 接 頭 的 可 能 調(diào) 整 范 圍 ， 或 者 調(diào) 壓 要 求 的 變化 趨 勢 與 實 際 的 相 反 ， 則 此 時 要 裝 設(shè) 帶 負 荷 調(diào) 壓 的 變 壓 器 或 采 用 其它 調(diào) 壓 措 施 。電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 3） 總 結(jié) 將 高 低 繞 組 看 作 雙 繞 組 ， 確 定 高 繞 組 分 接 頭 將 高 中 繞 組 看 作 雙 繞 組 ， 確 定 中 繞 組 分 接 頭注 意 ： 功 率 分 布電 壓 調(diào) 整 的 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 4） 三 繞 組

36、 變 壓 器 分 接 頭 的 選 擇 有 載 調(diào) 壓 變 壓 器 ： OLTC（ On Load Tap Changer） 變 壓 器 無 載 調(diào) 壓 原 理 :無 勵 磁 調(diào) 壓 是 在 變 壓 器 一 ， 二 次 側(cè) 都 脫 離 電 源 的 情 況 下 ， 變 換 高 壓 側(cè) 分 接 頭 來 改 變 繞 組 匝 數(shù) 進 行 調(diào) 壓 的 。 變 壓 器 有 載 調(diào) 壓 原 理 :有 載 調(diào) 壓 是 有 載 分 接 開 關(guān) ， 在 保 證 不 切 斷 負 載 電 流 的 情 況 下 ， 變 換 高 壓 繞 組 分 接 頭 ， 來 改 變 高 壓 匝 數(shù) 進 行 調(diào) 壓 的 。電 壓 調(diào) 整 的

37、 措 施2. 改 變 變 壓 器 變 比 調(diào) 壓（ 5） 有 載 調(diào) 壓 變 壓 器 （ 加 壓 調(diào) 壓 變 壓 器 ） 系 統(tǒng) 無 功 不 足 時 ， 不 宜 采 用 調(diào) 整 K 的 方 法 （ 某 地 區(qū) V 上 升 后 ，所 需 Q 上 升 ， 擴 大 無 功 缺 額 ， 全 局 效 果 不 好 ） ， 宜 用 補 償 法 。無 功 功 率 的 產(chǎn) 生 基 本 上 不 消 耗 能 源 ， 但 是 無 功 功 率 沿 電 力 網(wǎng) 傳 送卻 要 引 起 有 功 功 率 損 耗 和 電 壓 損 耗 。合 理 的 配 置 無 功 功 率 補 償 容 量 ， 以 改 變 電 力 網(wǎng) 的 無 功 潮

38、 流 分 布 ，可 以 減 少 網(wǎng) 絡(luò) 中 的 有 功 功 率 損 耗 和 電 壓 損 耗 ， 從 而 改 善 用 戶 處 的電 壓 質(zhì) 量 。電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓并 補 ：串 補 ： 減 少 Q減 少 X 2 2 2 2 2( ) ( )cc c cV PR QX PR QXQ V VX V V 第 二 項 很 小 電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓按 調(diào) 壓 要 求 選 擇 補 償 量 的 基 本 原 理 V 1 和 P + jQ 給 定 1 2 2PR QXV V V 1 2 2( )cc cPR Q

39、Q XV V V 2 2 22 2 2 2c cc cc c cPR Q Q X Q XPR QX PR QXV V VV V V V 2 2 2( )cc cVQ V VX 電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓按 調(diào) 壓 要 求 選 擇 補 償 量 的 基 本 原 理 V 1 和 P + jQ 給 定 2 2 2( )cc cVQ V VX 2 2 22 2 22( )c cc ckV kV VXk V VVX k 選 擇 補 償 容 量 的 基 本 原 則 ： 在 滿 足 各 種 運 行 方 式 下 的 調(diào) 壓 要 求 下 ，與 其 它 調(diào) 壓 方 式 配

40、 合 ， 使 補 償 容 量 最 小 。有 補 償 的 變 壓 器 選 擇 的 基 本 原 則 ： 在 滿 足 調(diào) 壓 的 要 求 下 ， 使 補 償 容量 最 小 補 償 容 量 與 調(diào) 壓 要 求 和 降 壓 變 壓 器的 變 比 選 擇 均 有 關(guān) 通 常 在 大 負 荷 時 降 壓 變 電 所 電 壓 偏 低 ， 小 負 荷 時 電 壓 偏 高 。電 容 器 只 能 發(fā) 出 感 性 無 功 功 率 以 提 高 電 壓 ， 但 電 壓 過 高 時 卻不 能 吸 收 感 性 無 功 功 率 來 使 電 壓 降 低 。 為 了 充 分 利 用 補 償 容量 ， 在 最 大 負 荷 時 電 容

41、 器 應(yīng) 全 部 投 入 ， 在 最 小 負 荷 時 全 部 退出 。 電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓(1)靜 電 電 容 器 補 償 容 量 選 擇 根 據(jù) 調(diào) 壓 要 求 ， 按 最 小 負 荷 時 沒 有 補 償 確 定 變 壓 器 變 比 按 最 大 負 荷 時 的 調(diào) 壓 要 求 選 擇 補 償 容 量 校 驗 實 際 電 壓 是 否 滿 足 要 求電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓(1)靜 電 電 容 器 補 償 容 量 選 擇 1min min 2min2 22min 2mint N NV V VV V

42、VV V 22 max 2max2 max( )cc cV VQ V kX k 調(diào) 相 機 的 特 點 是 既 能 過 勵 磁 運 行 ， 又 能 欠 勵 磁 運 行 。 如 果調(diào) 相 機 在 最 大 負 荷 時 按 額 定 容 量 過 勵 磁 運 行 ， 在 最 小 負 荷按 （ 0.5 0.65） 額 定 容 量 欠 勵 磁 運 行 ， 那 么 ， 調(diào) 相 機 的 容量 將 得 到 最 充 分 的 利 用 。電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓(2) 同 步 調(diào) 相 機 補 償 容 量 選 擇 電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償

43、 調(diào) 壓(2) 同 步 調(diào) 相 機 補 償 容 量 選 擇最 大 負 荷 時 調(diào) 相 機 發(fā) 出 全 部 感 性 無 功 ，最 小 負 荷 時 吸 收 感 性 無 功 ( )， 有 ：cNQ cNQ 0.50.65 22 max 2max2 max 22 min 2min2 min( )( )ccN cccN cV VQ V kX kV VQ V kX k 2 min 2 min 2min2 max 2 max 2max2 max 2max 2 min 2min2 22 max 2 min( )( )c cc cc cc cV kV VV kV VV V V Vk V V 注 意 ： 按 計

44、算 的 k選 擇 分 接 頭 ， 再 計 算 實 際 的 k， 然 后 計 算 實 際 的調(diào) 相 機 容 量 QcN。 （ 1） 電 壓 損 耗 V （ PR QX） /V 中 包 含 兩 個 分 量 ： 一 個 是 有 功負 荷 及 電 阻 產(chǎn) 生 的 PR/V分 量 ； 另 一 個 是 無 功 負 荷 及 電 抗 產(chǎn) 生 的QX/V分 量 。 利 用 無 功 補 償 調(diào) 壓 的 效 果 與 網(wǎng) 絡(luò) 性 質(zhì) 及 負 荷 情 況 有 關(guān)（ 2） 在 低 壓 電 網(wǎng) 中 ， V中 有 功 功 率 引 起 的 PR/V分 量 所 占 的 比 重大 。 在 高 壓 電 網(wǎng) 中 ， V中 無 功 功

45、率 引 起 的 QX/V分 量 所 占 比 重 大 ，這 種 情 況 下 ， 減 少 輸 送 無 功 功 率 可 以 產(chǎn) 生 比 較 顯 著 的 調(diào) 壓 效 果 。 反之 ， 對 截 面 不 大 的 架 空 線 路 和 所 有 電 纜 線 路 ， 用 這 種 方 法 調(diào) 壓 就 不合 適 。 電 壓 調(diào) 整 的 措 施3. 利 用 無 功 功 率 補 償 調(diào) 壓討 論 變 壓 器 參 數(shù) 不 易 改 變在 線 路 上 串 聯(lián) 接 入 靜 電 電 容 器 ， 利 用 電 容 器 的 容 抗 補 償線 路 的 感 抗 ， 使 電 壓 損 耗 中 QX/V分 量 減 小 ， 從 而 可 提高 線 路

46、 末 端 電 壓TCSC： Thyristor Controlled Series Compensator， 可 控 硅 控 制 的 串 聯(lián) 補 償電 壓 調(diào) 整 的 措 施4. 改 善 線 路 參 數(shù) 調(diào) 壓 （ 線 路 串 聯(lián) 電 容 補 償 ） 電 壓 調(diào) 整 的 措 施4. 改 善 線 路 參 數(shù) 調(diào) 壓 （ 線 路 串 聯(lián) 電 容 補 償 ）(1) 根 據(jù) 調(diào) 壓 要 求 選 擇 串 補 XC 1 11PR Q XV V 1 1 1( )Cc PR Q X XV V 已 知 線 路 首 端 電 壓 和 功 率 1 1 Cc Q XV V V 1 1 CC V V VX Q 電 壓 調(diào)

47、 整 的 措 施4. 改 善 線 路 參 數(shù) 調(diào) 壓 （ 線 路 串 聯(lián) 電 容 補 償 ） 電 壓 調(diào) 整 的 措 施4. 改 善 線 路 參 數(shù) 調(diào) 壓 （ 線 路 串 聯(lián) 電 容 補 償 ）討 論 主 要 用 在 10 35kV、 負 荷 波 動 大 、 功 率 因 數(shù) 低 的 配 電 線 路 上 10kV以 下 R/X 大 ， 不 經(jīng) 濟 220kV以 上 功 率 因 數(shù) 大 ， Q小 ， 串 補 主 要 是 作 為 提 高 穩(wěn) 定 的 措 施定 義 補 償 度 : CC LXk X 其 中 XL 為 線 路 原 來 的 感 抗KC 1, 過 補 償KC =1, 全 補 償 p各種調(diào)壓措施的簡要述評u發(fā)電機調(diào)壓不需增加費用，是發(fā)電機直接供電的小系統(tǒng)的主要調(diào)壓手段；u多機系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)任一臺發(fā)電機勵磁電流，會引起發(fā)電機間無功功率重新分配，應(yīng)根據(jù)發(fā)電機與系統(tǒng)連接方式和承擔(dān)有功功率情況，合理確定調(diào)壓整定值；u系統(tǒng)無功電源充足時，可通過改變變壓器變比進行調(diào)壓，電壓變化幅度較大或要求逆調(diào)壓時，宜采用變壓器有載調(diào)壓方式；u系統(tǒng)無功不足時，不宜采用改變變壓器變比的方式調(diào)壓；u并聯(lián)電容器和串聯(lián)電容器補償?shù)淖饔迷谟跍p少電壓損耗的QX/V分量；只有該分量占比重較大時，調(diào)壓效果才明顯；u并聯(lián)電容補償和串聯(lián)電容補償需要增加設(shè)備費用，并聯(lián)補償可以減小網(wǎng) 損； 電 壓 調(diào) 整 的 措 施