電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則

1、精品文檔SD 325-89電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則(試行)中華人民共和國能源部1989-03-20 發(fā)布1998-08-01 實(shí)施1 總則1.1電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電壓質(zhì)量對電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電器設(shè)備的安全與壽命，有重要的影響。 本導(dǎo)則規(guī)定了電力系統(tǒng)各級母線和用戶受電端電壓的允許偏差值以及電壓與無功調(diào)整的技術(shù)措施。1.2電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償與無功平衡，是保證電壓質(zhì)量的基本條件。有效的電壓控制和合理的無功補(bǔ)償， 不僅能保證電壓質(zhì)量，而且提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，充分發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)效益。1.3 電力系統(tǒng)各部門 ( 包括自備電廠和用電單位 )

2、在進(jìn)行規(guī)劃、 設(shè)計、基建、 運(yùn)行及用電管理等方面的工作時，應(yīng)遵守本導(dǎo)則。2 名詞、術(shù)語2.1系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)各級電壓網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)稱電壓值。系統(tǒng)額定電壓值是：220V、380V、3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV。其中， 220V 為單相交流值，其余均為三相交流值。2.2電壓偏差由于電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的緩慢變化，使電壓發(fā)生偏移。其電壓變化率小于每秒1%時的實(shí)際電壓值與系統(tǒng)額定電壓值之差。2.3無功電源發(fā)電機(jī)實(shí)際可調(diào)無功出力、 線路充電功率、 以及包括電業(yè)部門及電力用戶無功補(bǔ)償設(shè)備在內(nèi)的全部容性無功容量。2.4自然無功負(fù)荷電力用戶補(bǔ)償前的無功

3、負(fù)荷、 發(fā)電廠 ( 變電所 ) 廠用無功負(fù)荷、 以及各級電壓網(wǎng)絡(luò)變壓器和電抗器及線路的無功消耗之總和。2.5無功補(bǔ)償設(shè)備包括電業(yè)及電力用戶網(wǎng)絡(luò)中的并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器、 并聯(lián)電抗器、 同期調(diào)相機(jī)和靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置。2.6無功補(bǔ)償容量電業(yè)部門及電力用戶無功補(bǔ)償設(shè)備的全部容性無功和感性無功容量。2.7逆調(diào)壓方式在電壓允許偏差值范圍內(nèi)，供電電壓的調(diào)整使電網(wǎng)高峰負(fù)荷時的電壓值高于電網(wǎng)低谷負(fù)荷時的電壓值。3 基本要求。1 歡迎下載精品文檔3.1電力系統(tǒng)各級網(wǎng)絡(luò)，必須符合電壓允許偏差值的要求。3.2電力系統(tǒng)的無功電源與無功負(fù)荷，在高峰或低谷時都應(yīng)采用分( 電壓 ) 層和分 ( 電 ) 區(qū)基本平衡的

4、原則進(jìn)行配置和運(yùn)行，并應(yīng)具有靈活的無功電力調(diào)節(jié)能力與檢修備用。3.3在規(guī)劃、設(shè)計電力系統(tǒng)時，必須包括無功電源及無功補(bǔ)償設(shè)施的規(guī)劃。在發(fā)電廠和變電所設(shè)計中，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計的要求，同時進(jìn)行無功電源及無功補(bǔ)償設(shè)施的設(shè)計。3.4 電力系統(tǒng)應(yīng)有事故無功電力備用，以保證負(fù)荷集中地區(qū)在下列運(yùn)行方式下，保持電壓穩(wěn)定和正常供電，而不致出現(xiàn)電壓崩潰。3.4.1 正常運(yùn)行方式下， 突然失去一回線路、 或一臺最大容量無功補(bǔ)償設(shè)備、或本地區(qū)一臺最大容量發(fā)電機(jī) ( 包括發(fā)電機(jī)失磁 ) 。3.4.2 在正常檢修方式下，發(fā)生3.4.1條所述事故，允許采取必要的措施，如切負(fù)荷、切并聯(lián)電抗器等。3.5 無功補(bǔ)償設(shè)備的配置

5、與設(shè)備類型選擇，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。220kV 及以上電網(wǎng)，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。3.6加強(qiáng)受端系統(tǒng)最高一級電壓網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系及電壓支持，創(chuàng)造條件盡可能提高該級系統(tǒng)短路容量，對保持電壓正常水平及防止電壓失穩(wěn)具有重要意義。配電網(wǎng)絡(luò)則應(yīng)采用合理的供電半徑。3.7要按照電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷性質(zhì)，合理選擇各級電壓網(wǎng)絡(luò)中升壓和降壓變壓器分接開關(guān)的調(diào)壓范圍和調(diào)壓方式。電網(wǎng)中的各級主變壓器，至少應(yīng)具有一級有載調(diào)壓能力，需要時可選用兩級有載調(diào)壓變壓器。4 電壓允許偏差值4.1用戶受電端的電壓允許偏差值4.1.135kV 及以上用戶供電電壓正負(fù)偏差絕對值之和不超過額定電壓的10%。4.1.210kV 用戶的電壓允

6、許偏差值，為系統(tǒng)額定電壓的7%。4.1.3380V 用戶的電壓允許偏差值，為系統(tǒng)額定電壓的7%。4.1.4220V 用戶的電壓允許偏差值，為系統(tǒng)額定電壓的+5% -10%。4.1.5特殊用戶的電壓允許偏差值，按供用電合同商定的數(shù)值確定。4.2發(fā)電廠和變電所的母線電壓允許偏差值4.2.1500(330)kV 母線：正常運(yùn)行方式時，最高運(yùn)行電壓不得超過系統(tǒng)額定電壓的+110%；最低運(yùn)行電壓不應(yīng)影響電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、 廠用電的正常使用及下一級電壓的調(diào)節(jié)。向空載線路充電，在暫態(tài)過程衰減后線路末端電壓不應(yīng)超過系統(tǒng)額定電壓的1.15 倍，持續(xù)時間不應(yīng)大于 20min。4.2.2發(fā)電廠和 500k

7、V 變電所的 220kV 母線：正常運(yùn)行方式時， 電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的 0 +10%；事故運(yùn)行方式時為系統(tǒng)額定電壓的-5% +10%。4.2.3發(fā)電廠和 220(330)kV 變電所的 110 35kV 母線：正常運(yùn)行方式時，電壓允許偏差為相應(yīng)系統(tǒng)額定電壓的 -3% +7%；事故后為系統(tǒng)額定電壓的10%。4.2.4發(fā)電廠和變電所的 10(6)kV 母線：應(yīng)使所帶線路的全部高壓用戶和經(jīng)配電變壓器供電。2 歡迎下載精品文檔的低壓用戶的電壓，均符合、各條款中的規(guī)定值。5 無功電力平衡和補(bǔ)償5.1330 500kV 電網(wǎng)，應(yīng)按無功電力分層就地平衡的基本要求配置高、低壓并聯(lián)電抗器，以補(bǔ)償超高壓線

8、路的充電功率。一般情況下， 高、低壓并聯(lián)電抗器的總?cè)萘坎灰说陀诰€路充電功率的90%。高、低壓并聯(lián)電抗器的容量分配應(yīng)按系統(tǒng)的條件和各自的特點(diǎn)全面研究決定。5.2 330 500kV 電網(wǎng)的受端系統(tǒng)，應(yīng)按輸入有功容量相應(yīng)配套安裝無功補(bǔ)償設(shè)備。其容量(kvar)宜按輸入容量 (kW) 的 40% 50%計算。分別安裝在由其供電的220kV 及以下變電所中。5.3 220kV 及以下電網(wǎng)的無功電源安裝總?cè)萘?，?yīng)大于電網(wǎng)最大自然無功負(fù)荷，一般可按最大自然無功負(fù)荷的1.15 倍計算。5.4 220kV 及以下電網(wǎng)的最大自然無功負(fù)荷，可按式(1) 計算(1)式中QD電網(wǎng)最大自然無功負(fù)荷，kvar ；PD電網(wǎng)

9、最大有功負(fù)荷，kW；K電網(wǎng)最大自然無功負(fù)荷系數(shù)。電網(wǎng)最大有功負(fù)荷， 為本網(wǎng)發(fā)電機(jī)有功功率與主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的有功功率代數(shù)和的最大值。K 值與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓級數(shù)、負(fù)荷組成、負(fù)荷水平及負(fù)荷電壓特性等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)過實(shí)測和計算確定 ( 實(shí)例和計算方法見附錄 A) ，也可以參照表 1 中的數(shù)值估算。5.5 220kV 及以下電網(wǎng)的容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?，可按?2) 計算(2)式中QC容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?；QD最大自然無功負(fù)荷；QG本網(wǎng)發(fā)電機(jī)的無功功率；QR主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的無功功率；QL線路和電纜的充電功率。5.6電網(wǎng)的無功補(bǔ)償水平用無功補(bǔ)償度表示，可按式(3) 計算(3)式中WB無功補(bǔ)償度，kvar

10、/kW ；QC容性無功補(bǔ)償設(shè)備容量，kvar ；PD最大有功負(fù)荷( 或裝機(jī)容量 ) ， kW。表 1 220kV 及以下電網(wǎng)的最大自然無功負(fù)荷系數(shù)電網(wǎng)電壓(kV)220110633510變壓級數(shù)最 大 自 然 無 功 負(fù) 荷 系 數(shù) K (kvar/kW)220/110/35/101.25 1.41.1 1.251.0 1.150.9 1.05。3 歡迎下載精品文檔220/110/101.15 1.301.0 1.150.9 1.05220/63/101.15 1.301.0 1.150.9 1.05注：本網(wǎng)中發(fā)電機(jī)有功功率比重較大時，宜取較高值； 主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入有功功率比重較大時，宜取較低值

11、。5.7 220kV 及以下電壓等級的變電所中，應(yīng)根據(jù)需要配置無功補(bǔ)償設(shè)備，其容量可按主變壓器容量的0.10 0.30 確定。在主變壓器最大負(fù)荷時，其二次側(cè)的功率因數(shù)不小于表2 中所列數(shù)值，或者由電網(wǎng)供給的無功功率與有功功率比值不大于表2 中所列數(shù)值。表 2 220kV 及以下變電所二次側(cè)功率因數(shù)規(guī)定值電壓等級 (kV)22035 110功率因數(shù)0.95 10.91無功功率 / 有功功率0.33 00.48 0注：由發(fā)電廠直接供電的變電所，其供電線路較短時，功率因數(shù)可取表2 中較低值， 其它變電所的功率因數(shù)應(yīng)取較高值。經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，功率因數(shù)可高于表中上限值。5.8 10(6)kV配電線

12、路上宜配置高壓并聯(lián)電容器，或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器。電容器的安裝容量不宜過大，一般約為線路配電變壓器總?cè)萘康?.05 0.10 ，并且在線路最小負(fù)荷時，不應(yīng)向變電所倒送無功。如配置容量過大，則必須裝設(shè)自動投切裝置。5.9電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定。高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為0.90 以上。其他 100kVA(kW)及以上電力用戶和大、中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85 以上。躉售和農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80 以上。5.10對發(fā)電機(jī) ( 包括汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和抽水蓄能發(fā)電機(jī)) 的要求。發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)( 遲相 ) 值，

13、應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的要求決定：a. 直接接入330 500kV 電網(wǎng)處于送端的發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，一般選擇不低于0.9 ；處于受端的發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，可在0.85 0.9 中選擇。b. 直流輸電系統(tǒng)的送端發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，可選擇為0.85 ；交直流混送的可在0.85 0.9中選擇。c. 其它發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)可按0.8 0.85 選擇。發(fā)電機(jī)吸收無功電力的能力：a. 新裝機(jī)組均應(yīng)具備在有功功率為額定值時，功率因數(shù)進(jìn)相0.95 運(yùn)行的能力。b. 對已投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)有計劃地按系列進(jìn)行典型的吸收無功電力能力試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果予以應(yīng)用。水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)相。遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的，一般不考慮調(diào)相。處在受端系統(tǒng)內(nèi)的，經(jīng)技術(shù)

14、經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為有必要時，應(yīng)配備有關(guān)調(diào)相運(yùn)行的設(shè)施進(jìn)行調(diào)相運(yùn)行。5.11變電所的并聯(lián)電容器組，應(yīng)具備頻繁投切功能，并裝設(shè)自動控制裝置，經(jīng)常保持變電所二次母線的功率因數(shù)在表2 規(guī)定的范圍內(nèi)。5.12在系統(tǒng)輕負(fù)荷時，對110kV 及以下的變電所，當(dāng)電纜線路較多且在切除并聯(lián)電容器組。4 歡迎下載精品文檔后，仍出現(xiàn)向系統(tǒng)側(cè)送無功電力時，應(yīng)在變電所中、低壓母線上裝設(shè)并聯(lián)電抗器；對220kV變電所，在切除并聯(lián)電容器后，其一次母線功率因數(shù)高于0.98 時，應(yīng)裝設(shè)并聯(lián)電抗器。5.13用戶的并聯(lián)電容器組，應(yīng)安裝按功率因數(shù)和電壓控制的自動控制裝置，并應(yīng)有防止向系統(tǒng)送無功功率的措施。5.14在計算并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器

15、等無功補(bǔ)償設(shè)備的實(shí)際出力時，應(yīng)扣除由于各種原因而影響的容量。5.15無功電源中的事故備用容量，應(yīng)主要儲備于運(yùn)行的發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和靜止型動態(tài)無功補(bǔ)償裝置中， 以便在電網(wǎng)發(fā)生因無功不足可能導(dǎo)致電壓崩潰事故時，能快速增加無功電源容量，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在電網(wǎng)電壓支撐點(diǎn)和220kV 樞紐變電所中， 應(yīng)有適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償設(shè)備備用容量，以便在運(yùn)行方式變化時，仍然保持電壓符合第4.2 條的規(guī)定。6 無功補(bǔ)償設(shè)備的選用6.1并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器是電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備，應(yīng)優(yōu)先選用此種設(shè)備。6.2當(dāng)發(fā)電廠經(jīng)過長距離的線路( 今后不再 接中間變電所 ) 送給一個較強(qiáng)( 短路容量較大)的受端系統(tǒng)時，為縮短

16、線路的電氣距離，宜選用串聯(lián)電容器，其補(bǔ)償度一般不宜大于50%，并應(yīng)防止次同步諧振。6.3當(dāng) 220 500kV 電網(wǎng)的受端系統(tǒng)短路容量不足和長距離送電線路中途缺乏電壓支持時，為提高輸送容量和穩(wěn)定水平，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，可采用調(diào)相機(jī)。新裝調(diào)相機(jī)組應(yīng)具有長期吸收70% 80%額定容量無功電力的能力。對已投入運(yùn)行的調(diào)相機(jī)應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，確定吸收無功電力的能力。6.4 電力系統(tǒng)為提高系統(tǒng)穩(wěn)定、防止電壓崩潰、 提高輸送容量， 經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，可在線路中點(diǎn)附近 ( 振蕩中心位置 ) 或在線路沿線分幾處安裝靜止補(bǔ)償器； 帶有沖擊負(fù)荷或負(fù)荷波動、不平衡嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)，本身也應(yīng)采用靜止補(bǔ)償器。7 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)

17、7.1電力系統(tǒng)規(guī)劃、 設(shè)計中， 應(yīng)對主要負(fù)荷集中地區(qū)的最高一級電壓電網(wǎng)( 包括電源 ) ，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)及電壓支持 ( 增大短路容量 ) ，逐步形成堅固的受端系統(tǒng)。7.2受端變電所應(yīng)深入市區(qū)，靠近負(fù)荷中心。為了提高可靠性，可采用雙T( 三 T) 或環(huán)路布置斷環(huán)運(yùn)行等結(jié)構(gòu)方式，在事故運(yùn)行方式時，也應(yīng)滿足有關(guān)電壓的要求。7.3各級配電線路的最大允許電壓損失值，可參照下列數(shù)值選用：110 10kV 線路首末端 ( 正常方式 ) 5% 380V 線路 ( 包括接戶線 ) 5%220V 線路 ( 包括接戶線 ) 7%7.4 10kV及以下網(wǎng)絡(luò)的供電半徑，應(yīng)根據(jù)電壓損失允許值、負(fù)荷密度、供電可靠性并留有一定

18、裕度的原則予以確定。8 變壓器調(diào)壓方式及調(diào)壓范圍的選擇8.1各級變壓器的額定變壓比、調(diào)壓方式、調(diào)壓范圍及每檔調(diào)壓值，應(yīng)滿足發(fā)電廠、變電所母線和用戶受電端電壓質(zhì)量的要求，并考慮電力系統(tǒng)10 15 年發(fā)展的需要。8.2升壓變壓器高壓側(cè)的額定電壓，220kV 及以下電壓等級者，宜選1.1 倍系統(tǒng)額定電壓。5 歡迎下載精品文檔330kV、 500kV 級變壓器高壓側(cè)的額定電壓，宜根據(jù)系統(tǒng)無功功率分層平衡要求，經(jīng)計算論證后確定。8.3降壓變壓器高壓側(cè)的額定電壓，宜選系統(tǒng)額定電壓。 中壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電壓， 宜選1.05倍系統(tǒng)額定電壓。8.4發(fā)電機(jī)升壓變壓器，一般可選用無勵磁調(diào)壓型。330kV、 500

19、kV 級升壓變壓器，經(jīng)調(diào)壓計算論證可行時，也可采用不設(shè)分接頭的變壓器。8.5發(fā)電廠的聯(lián)絡(luò)變壓器，經(jīng)調(diào)壓計算論證有必要時，可選用有載調(diào)壓型。8.6 330kV 、 500kV 級降壓變壓器宜選用無勵磁調(diào)壓型，經(jīng)調(diào)壓計算論證確有必要且技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時，可選用有載調(diào)壓型。8.7直接向 10kV 配電網(wǎng)供電的降壓變壓器，應(yīng)選用有載調(diào)壓型。經(jīng)調(diào)壓計算，僅此一級調(diào)壓尚不能滿足電壓控制的要求時，可在其電源側(cè)各級降壓變壓器中，再采用一級有載調(diào)壓型變壓器。8.8電力用戶對電壓質(zhì)量的要求高于本導(dǎo)則4.1 條規(guī)定的數(shù)值時， 該用戶的受電變壓器應(yīng)選用有載調(diào)壓型。8.9變壓器分接開關(guān)調(diào)壓范圍應(yīng)經(jīng)調(diào)壓計算確定。無勵磁調(diào)

20、壓變壓器一般可選22.5%(10kV配電變壓器為5%)。對于有載調(diào)壓變壓器，63kV 及以上電壓等級的，宜選8(1.25 1.5)% ；35kV 電壓等級的，宜選32.5%。位于負(fù)荷中心地區(qū)發(fā)電廠的升壓變壓器，其高壓側(cè)分接開關(guān)的調(diào)壓范圍應(yīng)適當(dāng)下降2.5%5.0%；位于系統(tǒng)送端發(fā)電廠附近降壓變電所的變壓器，其高壓側(cè)調(diào)壓范圍應(yīng)適當(dāng)上移2.5% 5%。9 電力系統(tǒng)電壓的調(diào)整和監(jiān)測9.1 各級變壓器分接開關(guān)的運(yùn)行位置， 應(yīng)按保證發(fā)電廠和變電所母線以及用戶受電端的電壓偏差不超過允許值 ( 滿足發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的要求 ) 、并在充分發(fā)揮無功補(bǔ)償設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益及降低線損的原則下，通過優(yōu)化計算確定。9.2為保證用戶受電端電壓質(zhì)量和降低線損，220kV 及以下電網(wǎng)電壓的調(diào)整，宜實(shí)行逆調(diào)壓方式。9.3當(dāng)發(fā)電廠、 變電所的母線電壓超出允許偏差范圍時，首先應(yīng)按無功電力分層、分區(qū)就地平衡的原則， 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)和無功補(bǔ)償設(shè)備的無功出力。若電壓質(zhì)量仍不符合要求時，再調(diào)整相應(yīng)有載調(diào)壓變壓器的分接開關(guān)位置，使電壓恢復(fù)到合格值。9.4發(fā)電廠、變電所的無功補(bǔ)償和調(diào)壓設(shè)備的運(yùn)行調(diào)整，應(yīng)按9.1 、9.2 、9.3 條規(guī)定的原則實(shí)行綜合優(yōu)化控制。9.5 為了掌握電力系統(tǒng)的電壓狀況， 采取有效