電力系統(tǒng)的無(wú)功功率和電壓調(diào)整知識(shí)講義

1、第第5 5章章 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率和電電力系統(tǒng)的無(wú)功功率和電壓調(diào)整壓調(diào)整電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。電壓質(zhì)量：電壓質(zhì)量：供電電壓偏移供電電壓偏移、電壓波動(dòng)和閃變電壓波動(dòng)和閃變、電網(wǎng)諧波電網(wǎng)諧波和和三相不對(duì)稱(chēng)程度三相不對(duì)稱(chēng)程度這四個(gè)方面都能滿(mǎn)這四個(gè)方面都能滿(mǎn)足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。足有關(guān)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求。概述概述調(diào)壓的必要性調(diào)壓的必要性 引起效率下降、經(jīng)濟(jì)性能變差，影響生活質(zhì)引起效率下降、經(jīng)濟(jì)性能變差，影響生活質(zhì)量：照明。量：照明。 縮短設(shè)備壽命，甚至造成損壞：白熾燈、電動(dòng)縮短設(shè)備壽命，甚至造成損壞：白熾燈、電動(dòng)機(jī)。機(jī)。 降低生產(chǎn)率，出廢品、次品降低生

2、產(chǎn)率，出廢品、次品 對(duì)電力系統(tǒng)，過(guò)低：使網(wǎng)絡(luò)功率損耗加大，危對(duì)電力系統(tǒng)，過(guò)低：使網(wǎng)絡(luò)功率損耗加大，危及穩(wěn)定運(yùn)行，過(guò)高：絕緣，增加電暈損耗。及穩(wěn)定運(yùn)行，過(guò)高：絕緣，增加電暈損耗。U為什么為什么U U和和Q Q聯(lián)系起來(lái)聯(lián)系起來(lái)因?yàn)椋阂驗(yàn)椋篣=(PR+QX)/UU=(PR+QX)/U XR XR所以：所以：U U QX/UQX/U即：即：Q Q在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸對(duì)在網(wǎng)絡(luò)中的傳輸對(duì)U U有決定性的影響。有決定性的影響。5-1 5-1 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡主要內(nèi)容主要內(nèi)容5-2 5-2 電壓調(diào)整的基本概念電壓調(diào)整的基本概念5-3 5-3 發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)調(diào)壓5-6 5-6 幾種調(diào)壓措

3、施的比較幾種調(diào)壓措施的比較5-4 5-4 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓5-5 5-5 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓5 51 1 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡無(wú)功功率平衡 無(wú)功負(fù)荷與無(wú)功電源失去平衡時(shí)，會(huì)無(wú)功負(fù)荷與無(wú)功電源失去平衡時(shí)，會(huì) 引起系統(tǒng)電壓的升高或下降。引起系統(tǒng)電壓的升高或下降。 無(wú)功功率的平衡應(yīng)本著分層、分區(qū)、無(wú)功功率的平衡應(yīng)本著分層、分區(qū)、 就地平衡的原則。就地平衡的原則。 無(wú)功電源的無(wú)功輸出應(yīng)能滿(mǎn)足系統(tǒng)負(fù)無(wú)功電源的無(wú)功輸出應(yīng)能滿(mǎn)足系統(tǒng)負(fù) 荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無(wú)功荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無(wú)功功功 率的需求。率的需求。 異步電動(dòng)機(jī)是電力系統(tǒng)

4、主要的無(wú)功負(fù)荷異步電動(dòng)機(jī)是電力系統(tǒng)主要的無(wú)功負(fù)荷 系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷的電壓特性主要由異步電動(dòng)系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷的電壓特性主要由異步電動(dòng)機(jī)決定機(jī)決定 無(wú)功功率負(fù)荷R/SjXaimijXmV一、負(fù)荷的無(wú)功電壓靜特性一、負(fù)荷的無(wú)功電壓靜特性=0.8=0.6=0.3QV是電動(dòng)機(jī)是電動(dòng)機(jī)的受載系數(shù)的受載系數(shù)1.0 輸電線路的無(wú)功損耗 變壓器的無(wú)功損耗變壓器的無(wú)功損耗變壓器的無(wú)功損耗Q QLTLT包括勵(lì)磁損耗包括勵(lì)磁損耗Q Q0 0和漏抗中的損和漏抗中的損耗耗Q QT T Q QLTLTQ Q0 0Q QT TV V2 2B BT T(S/V)(S/V)2 2X XT T(I(I0 0%/100)S%/100)SN

5、N (U (US S%/100)(S%/100)(S2 2/S/SN N)(V)(VN N/V)/V)2 2二、無(wú)功功率損耗二、無(wú)功功率損耗 35KV及以下的架空線路 110KV及以上的架空線路jB/2R+jXP2+jQ2P1+jQ1jB/2V1V2 輸電線路的無(wú)功損耗輸電線路的無(wú)功損耗QLQBQL+QBXVQPXVQP222222212121)(22221VVBXVQP2121212212()2BVV無(wú)功功率電源 發(fā)電機(jī) 同步調(diào)相機(jī) 靜電電容器 靜止無(wú)功補(bǔ)償器 靜止無(wú)功發(fā)生器 三、無(wú)功功率電源三、無(wú)功功率電源無(wú)功功率電源 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)是唯一的有功功率電源，又是最基本的無(wú)功功率電源QBDCAP

6、OENjXdININ.UN.NINUEN.jXd無(wú)功功率電源同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)。在過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，向系統(tǒng)供給無(wú)功功率，起無(wú)功電源的作用；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它吸收感性無(wú)功功率，起無(wú)功負(fù)荷作用?？蓪?shí)現(xiàn)平滑調(diào)壓。 同步調(diào)相機(jī)無(wú)功功率電源 靜電電容器靜電電容器 靜電電容器供給的無(wú)功功率靜電電容器供給的無(wú)功功率QcQc與所在節(jié)點(diǎn)與所在節(jié)點(diǎn)的電壓的電壓V V的平方成正比，即的平方成正比，即 Qc QcV V2 2/Xc/Xc式中，式中，XcXc1/wc1/wc為靜電電容器的電抗。當(dāng)為靜電電容器的電抗。當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓下降時(shí)，它供給系統(tǒng)的無(wú)功功率節(jié)點(diǎn)電壓下降時(shí)，它供給系統(tǒng)的無(wú)功功率將減少。電容器的無(wú)

7、功功率調(diào)節(jié)性能比較將減少。電容器的無(wú)功功率調(diào)節(jié)性能比較差。差。無(wú)功功率電源 靜止無(wú)功補(bǔ)償器 SVC由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成，SVC在我國(guó)電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用飽和電抗器型可控硅控制電抗器型(TCR)可控硅投切電容器型(TCR)TCR和TSC組合型無(wú)功功率電源 靜止無(wú)功發(fā)生器靜止無(wú)功發(fā)生器 是一種更為先進(jìn)的靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置是一種更為先進(jìn)的靜止型無(wú)功補(bǔ)償裝置(SVG),(SVG),它的主體是電壓源型逆變器。適當(dāng)它的主體是電壓源型逆變器。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變變SVGSVG地運(yùn)行工況，使其處于容性負(fù)荷、感地運(yùn)行工況，使其處于容性負(fù)荷、感性

8、負(fù)荷或零負(fù)荷狀態(tài)。與性負(fù)荷或零負(fù)荷狀態(tài)。與SVCSVC比較，比較，SVGSVG具具有響應(yīng)快、運(yùn)行范圍寬、諧波電流含量少有響應(yīng)快、運(yùn)行范圍寬、諧波電流含量少等優(yōu)點(diǎn)。尤其是電壓較低時(shí)仍可向系統(tǒng)注等優(yōu)點(diǎn)。尤其是電壓較低時(shí)仍可向系統(tǒng)注入較大的無(wú)功電流。入較大的無(wú)功電流。無(wú)功功率平衡l無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)該大于等于無(wú)功電源發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)該大于等于無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗之和；無(wú)功負(fù)荷和無(wú)功損耗之和；l系統(tǒng)還必須配置一定的無(wú)功備用容量；系統(tǒng)還必須配置一定的無(wú)功備用容量；l盡量避免通過(guò)電網(wǎng)元件大量的傳送無(wú)功盡量避免通過(guò)電網(wǎng)元件大量的傳送無(wú)功功率，應(yīng)該分地區(qū)分電壓級(jí)地進(jìn)行無(wú)功功率，應(yīng)該分地區(qū)分電壓級(jí)地進(jìn)行無(wú)功

9、功率就地平衡。功率就地平衡。四、無(wú)功功率平衡的基本要求四、無(wú)功功率平衡的基本要求無(wú)功功率平衡 Q QGCGCQ QLDLDQ QL LQ Qresres Q QGCGC：電源供應(yīng)的無(wú)功功率之和；：電源供應(yīng)的無(wú)功功率之和； Q QLDLD：無(wú)功負(fù)荷之和；：無(wú)功負(fù)荷之和； Q QL L：網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率損耗之和；：網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率損耗之和； Qres Qres：無(wú)功功率備用（：無(wú)功功率備用（Qres0Qres0：系統(tǒng)中無(wú)：系統(tǒng)中無(wú)功功率可以平衡且有適量的備用；功功率可以平衡且有適量的備用；Qres0Qres0：系統(tǒng)中無(wú)功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無(wú)功補(bǔ)系統(tǒng)中無(wú)功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置）償裝置）系統(tǒng)無(wú)功

10、功率平衡關(guān)系式系統(tǒng)無(wú)功功率平衡關(guān)系式無(wú)功功率平衡無(wú)功功率電源：無(wú)功功率電源：Q QGCGCQ QGGQ QGG Q QGG ：發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率；：發(fā)電機(jī)的無(wú)功功率； Q QCC ：無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功功率。：無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功功率。無(wú)功功率損耗：無(wú)功功率損耗：Q QL L Q QLTLTQQLLQQBB Q QLTLT ：變壓器的無(wú)功功率損耗：變壓器的無(wú)功功率損耗 Q QLL：線路電抗的無(wú)功功率損耗：線路電抗的無(wú)功功率損耗 Q QBB ：線路電納的無(wú)功功率損耗。：線路電納的無(wú)功功率損耗。 51 電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡總之，無(wú)功平衡是一個(gè)比有功平衡更復(fù)雜的問(wèn)題?？傊?，無(wú)功平衡是一個(gè)比有功平衡更復(fù)雜的

11、問(wèn)題。 一方面，不僅要考慮總的無(wú)功功率平衡還要考慮一方面，不僅要考慮總的無(wú)功功率平衡還要考慮分地區(qū)的無(wú)功平衡，還要計(jì)及超高壓線路充電功分地區(qū)的無(wú)功平衡，還要計(jì)及超高壓線路充電功率、網(wǎng)損、線路改造、投運(yùn)、新變壓器投運(yùn)及大率、網(wǎng)損、線路改造、投運(yùn)、新變壓器投運(yùn)及大用戶(hù)各種對(duì)無(wú)功平衡有影響的化。用戶(hù)各種對(duì)無(wú)功平衡有影響的化。 一般無(wú)功功率按照就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量一般無(wú)功功率按照就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量 的分配。小容量的、分散的無(wú)功補(bǔ)償可采用靜電的分配。小容量的、分散的無(wú)功補(bǔ)償可采用靜電 電容器；大容量的配置在系統(tǒng)中樞點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償電容器；大容量的配置在系統(tǒng)中樞點(diǎn)的無(wú)功補(bǔ)償 則宜采用同步調(diào)相機(jī)或

12、則宜采用同步調(diào)相機(jī)或SVCSVC。例51(40+J30)MVA2100kmLGJ185T1SLDT212(40+J30)MVASGS1ZLS2SLDSL jQB1S01S02jBL/2jQB2j10MVA無(wú)功功率對(duì)電壓有決定性的影響無(wú)功功率是引起電壓損耗的主要內(nèi)容無(wú)功功率的遠(yuǎn)距離傳輸和就地平衡節(jié)點(diǎn)電壓有效值的大小對(duì)無(wú)功功率分布起決定性作用無(wú)功功率和電壓的關(guān)系五、無(wú)功功率平衡與電壓水平的關(guān)系jXVIP+jQEIVjXIE Q=UIsinQ=UIsin=(EUcos=(EUcos/X)-U/X)-U2 2/X/X無(wú)功功率平衡與電壓水平的關(guān)系211aac2QVVaVaO1 1：電源的無(wú)功電壓特性：電

13、源的無(wú)功電壓特性2 2：負(fù)荷的無(wú)功電壓特性：負(fù)荷的無(wú)功電壓特性討論 無(wú)功功率不能遠(yuǎn)距離傳送，必須分區(qū)、分 級(jí)（就地）平衡 動(dòng)態(tài)無(wú)功功率平衡 無(wú)功功率平衡的雙重含義：規(guī)劃平衡和實(shí) 際平衡，無(wú)功功率不夠的含義 無(wú)功功率平衡和電壓水平的關(guān)系52 電壓調(diào)整的基本概念電壓偏移的危害各種用電設(shè)備都是按額定電壓設(shè)計(jì)制造的，這些各種用電設(shè)備都是按額定電壓設(shè)計(jì)制造的，這些設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行才能取得最佳效果。設(shè)備在額定電壓下運(yùn)行才能取得最佳效果。 電壓降低 電壓降低 電壓過(guò)低 電壓過(guò)高會(huì)使網(wǎng)絡(luò)中功率和能量的損耗加大電壓偏移的危害 電壓降低 電壓過(guò)低 電壓過(guò)低 電壓過(guò)高有可能危機(jī)電力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性電壓偏移的危害

14、電壓降低 電壓過(guò)低 電壓過(guò)高 電壓過(guò)高各種電氣設(shè)備的絕緣可能受到損害，在超高壓網(wǎng)絡(luò)中還將增加電暈損耗等35KV及以上：510KV及以下：7低壓照明：+5，-10農(nóng)村電網(wǎng)：+7.5，-10 (+10，-15)l允許電壓偏移指標(biāo)l允許電壓偏移指標(biāo)事故分析日本東京電力系統(tǒng)1987年7月23日發(fā)生電壓崩潰造成大停電事故。起因是由于負(fù)荷增加過(guò)快，電壓開(kāi)始下降，最后發(fā)展到繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘，導(dǎo)致三個(gè)變電所全停 美國(guó)于1965年11月9日發(fā)生東北部大面積停電事故，起因是線路過(guò)負(fù)荷使后備保護(hù)起動(dòng)，導(dǎo)致系統(tǒng)解列 1982年8月7日，華中電網(wǎng)因220KV聯(lián)絡(luò)線A相對(duì)支路放電，繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘，導(dǎo)致系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，各電

15、廠和變電站電壓大幅度下降，系統(tǒng)解環(huán)，電網(wǎng)失去大量無(wú)功電源，結(jié)果使湖北地區(qū)大面積停電，武漢鋼鐵公司等重要用戶(hù)受到很大的損害，部分設(shè)備損壞 事故分析1972年7月20日，浙江電網(wǎng)因常湖線輸送功率過(guò)大，導(dǎo)致發(fā)熱弛度增大，而對(duì)低壓線放電，繼電保護(hù)動(dòng)作跳閘造成系統(tǒng)穩(wěn)定破壞，頻率急劇下降，結(jié)果造成浙江電網(wǎng)全面瓦解，全省約71.5的用戶(hù)停電 1972年7月27日，湖北電網(wǎng)因繼電保護(hù)誤動(dòng)作，武漢電網(wǎng)頻率急劇下降，迫使青山、黃石兩個(gè)電廠全停。 瑞典南部系統(tǒng)，于1983年12月27日因斯德哥爾摩西北部的海爾邁變電所進(jìn)行倒閘操作時(shí)設(shè)備損壞造成單相接地故障，使幾條線路切除造成電壓大幅度降低。后來(lái)甚至發(fā)展到南北電網(wǎng)解列

16、，頻率和電壓急劇下降，南部電網(wǎng)完全崩潰而大面積停電，事故損失達(dá)5000萬(wàn)美元 中樞點(diǎn)的定義能夠反應(yīng)系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞能夠反應(yīng)系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線。紐變電所母線。中樞點(diǎn)的選擇區(qū)域性水、火電廠的高壓母線區(qū)域性水、火電廠的高壓母線樞紐變電所的二次母線樞紐變電所的二次母線有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)電壓母線有大量地方負(fù)荷的發(fā)電機(jī)電壓母線中樞點(diǎn)設(shè)置中樞點(diǎn)設(shè)置數(shù)量數(shù)量不少于全網(wǎng)不少于全網(wǎng)220KV220KV及以及以上電壓等級(jí)變電所總數(shù)的上電壓等級(jí)變電所總數(shù)的7 7 中樞點(diǎn)的電壓管理 中樞點(diǎn)的電壓允許變化范圍的確定 中樞點(diǎn)向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電 中樞點(diǎn)向多個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電 如果中樞點(diǎn)是發(fā)電機(jī)母

17、線 在任何時(shí)候，各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)所要求的中樞點(diǎn)允許變 化范圍都有公共部分 SABASBOSBmaxt/h SSBminSAmax SAmint/h Vt/h V 中樞點(diǎn)向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電 P87由圖可見(jiàn)，為同時(shí)滿(mǎn)足兩負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要由圖可見(jiàn)，為同時(shí)滿(mǎn)足兩負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要求，中樞點(diǎn)電壓的允許變化范圍就大大縮小，求，中樞點(diǎn)電壓的允許變化范圍就大大縮小，最大時(shí)為最大時(shí)為7 7，最小時(shí)僅有，最小時(shí)僅有1 1。如果在任何時(shí)候，各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)所要求的中樞點(diǎn)如果在任何時(shí)候，各個(gè)負(fù)荷點(diǎn)所要求的中樞點(diǎn)允許變化范圍都有公共部分，允許變化范圍都有公共部分，那么，調(diào)整中樞那么，調(diào)整中樞點(diǎn)電壓，使其在公共部分的允許范圍內(nèi)變動(dòng)，

18、點(diǎn)電壓，使其在公共部分的允許范圍內(nèi)變動(dòng)，就可以滿(mǎn)足各負(fù)荷點(diǎn)的調(diào)壓要求，而不必在各就可以滿(mǎn)足各負(fù)荷點(diǎn)的調(diào)壓要求，而不必在各負(fù)荷點(diǎn)再裝設(shè)調(diào)壓設(shè)備。負(fù)荷點(diǎn)再裝設(shè)調(diào)壓設(shè)備。 中樞點(diǎn)向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電中樞點(diǎn)向兩個(gè)負(fù)荷點(diǎn)供電 中樞點(diǎn)調(diào)壓模式 逆調(diào)壓模式 順調(diào)壓模式 恒調(diào)壓模式在大負(fù)荷時(shí)升高電壓，小負(fù)荷時(shí)降低電壓的調(diào)壓方式。一般采用逆調(diào)壓方式，在最大負(fù)荷時(shí)可保持中樞點(diǎn)電壓比線路額定電壓高5，在最小負(fù)荷時(shí)保持為線路額定電壓。供電線路較長(zhǎng)、負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)往往要求采用這種調(diào)壓方式。 逆調(diào)壓模式中樞點(diǎn)調(diào)壓模式 逆調(diào)壓模式 順調(diào)壓模式 恒調(diào)壓模式大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5；小負(fù)

19、荷時(shí)允許其電壓高一些，但不超過(guò)線路額定電壓的107.5的調(diào)壓模式。對(duì)于某些供電距離較近，或者符合變動(dòng)不大的變電所，可以采用這種調(diào)壓方式。 順調(diào)壓模式中樞點(diǎn)調(diào)壓模式 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。即在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高25。 恒調(diào)壓模式 電壓調(diào)整的基本原理R+jXP+jQ1:K1Vb1:K2VGVb=(VGk1V)/k2(VGk1 )/ k2 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PRQXV 電壓調(diào)整的基本原理為了調(diào)整用戶(hù)端電壓Vb可以采取以下措施：（1）調(diào)

20、節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓VG（2）適當(dāng)選擇變壓器的變比（3）改變線路的參數(shù)（4）改變無(wú)功功率的分布53 電壓調(diào)整的措施電壓調(diào)整措施 發(fā)電機(jī)調(diào)壓 改變變壓器變比調(diào)壓 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓電壓調(diào)整措施53 電壓調(diào)整的措施 發(fā)電機(jī)調(diào)壓：其實(shí)質(zhì)是改變無(wú)功功率電源的輸出。對(duì)不同類(lèi)型的網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓所起作用不同：（1）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(jī)端電壓就可以滿(mǎn)足負(fù) 荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要求，不必另外在增加調(diào) 壓設(shè)備。（2）對(duì)于線路較長(zhǎng)、供電范圍較大、有多級(jí)變 壓的供電系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓主要是為了滿(mǎn) 足近處地方負(fù)荷的電壓質(zhì)量要求。電壓調(diào)整措施5 53 3 電

21、壓調(diào)整的措施電壓調(diào)整的措施（3）對(duì)于由若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的電力系統(tǒng)， 進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠需有相當(dāng)充裕的無(wú)功 容量?jī)?chǔ)備，一般不易滿(mǎn)足。另外調(diào)整個(gè)別 發(fā)電廠的母線電壓，會(huì)引起無(wú)功功率重新 分配，可能同無(wú)功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛 盾。所以在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一 般只作為一種輔助性的調(diào)壓措施。 發(fā)電機(jī)調(diào)壓5 54 4 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓電壓調(diào)整措施改變變壓器變比可以升高或降低次級(jí)繞組改變變壓器變比可以升高或降低次級(jí)繞組的電壓。改變變壓器的變比調(diào)壓的電壓。改變變壓器的變比調(diào)壓實(shí)際上就實(shí)際上就是根據(jù)調(diào)壓要求適當(dāng)選擇分接頭。是根據(jù)調(diào)壓要求適當(dāng)選擇分接頭。其實(shí)質(zhì)其實(shí)質(zhì)是改變無(wú)功功率的分布

22、。是改變無(wú)功功率的分布。V2P+jQV1RT jXT1 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇前提：無(wú)功功前提：無(wú)功功率電源充足。率電源充足。V VT T（PRPRT TQXQXT T）/V/V1 1V V2 2(V(V1 1V VT T)/K)/K式中，式中，k kV V1t1t/V/V2N2N將將k k代入上式，得高壓側(cè)分接頭電壓代入上式，得高壓側(cè)分接頭電壓 V V1t1t(V(V1 1V VT T)/V)/V2 2 V V2N2N當(dāng)變壓器通過(guò)不同得功率時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算求出在當(dāng)變壓器通過(guò)不同得功率時(shí)，可以通過(guò)計(jì)算求出在不同負(fù)荷下為滿(mǎn)足低壓側(cè)調(diào)壓要求所應(yīng)選擇的高壓不同負(fù)荷下為滿(mǎn)足

23、低壓側(cè)調(diào)壓要求所應(yīng)選擇的高壓側(cè)分接頭電壓。側(cè)分接頭電壓。1 1、降壓變壓器分接頭的選擇（參數(shù)歸算到、降壓變壓器分接頭的選擇（參數(shù)歸算到1 1側(cè)）側(cè)）V2P+jQV1RT jXT1 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇（無(wú)載調(diào)壓變壓器）無(wú)載調(diào)壓變壓器）（1 1）根據(jù)最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行情況，確定其一次）根據(jù)最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行情況，確定其一次側(cè)電壓側(cè)電壓 和和 ，再根據(jù)變壓器的負(fù)荷，再根據(jù)變壓器的負(fù)荷和和 ，求取變壓器的電壓耗，求取變壓器的電壓耗 。1maxU1minUmaxmaxPjQminminPjQmaxmin,VV（2 2）套用公式計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)要求的分）套用公式

24、計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)要求的分接頭電壓。接頭電壓?；静襟E如下基本步驟如下 ：1、降壓變壓器分接頭的選擇（4 4）選擇鄰近的接頭作為所選擇的接頭）選擇鄰近的接頭作為所選擇的接頭 1maxmax1 max22 maxtNVVVVV 1minmin1 min22 mintNVVVVV （3 3）取其算數(shù)平均值）取其算數(shù)平均值11m ax1m in1()2tttVVV1 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇（5 5）套用低壓則電壓計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)算）套用低壓則電壓計(jì)算公式進(jìn)行驗(yàn)算1 m axm ax2 m ax21TNtVVVVV 1m inm in2 m in21TNtVVVVV 例

25、例5 52 2（P91P91）2 2、升壓變壓器分接頭的選擇（參數(shù)歸算到、升壓變壓器分接頭的選擇（參數(shù)歸算到1 1側(cè)）側(cè)）電壓調(diào)整措施選擇升壓變壓器分接頭的方法選擇升壓變壓器分接頭的方法與選擇與選擇降壓變壓器的基本相同降壓變壓器的基本相同5 54 4 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓V1P+jQV2RT jXT2 2、升壓變壓器分接頭的選擇、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，故公式中側(cè)的，故公式中V VT T前的符號(hào)應(yīng)相反，即應(yīng)將電前的符號(hào)應(yīng)相反，即應(yīng)將電壓損耗和高壓側(cè)電壓相加。因而有壓損耗和高壓側(cè)電壓相加。因而

26、有 V V1t1t(V(V1 1+ +V VT T)/V)/V2 2 * *V V2N2N式中，式中， V V2 2為變壓器低壓側(cè)的實(shí)際電壓或給定電壓；為變壓器低壓側(cè)的實(shí)際電壓或給定電壓； V V1 1為高壓側(cè)所要求的電壓。為高壓側(cè)所要求的電壓。三繞組變壓器分接頭的選擇三繞組變壓器分接頭的選擇 將高低繞組看作雙繞組，確定高繞組接頭；將高低繞組看作雙繞組，確定高繞組接頭； 將高中繞組看作雙繞組，確定中繞組分接頭。將高中繞組看作雙繞組，確定中繞組分接頭。注意：功率分布注意：功率分布5 54 4 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓例例 有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器）有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器

27、） 1 1、有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器）、有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器） 2 2、 經(jīng)濟(jì)性，決定其只用于樞紐變電所經(jīng)濟(jì)性，決定其只用于樞紐變電所 3 3、控制策略，與、控制策略，與C C、SVGSVG等聯(lián)合控制等聯(lián)合控制 4 4、縱向調(diào)壓、縱向調(diào)壓 橫向調(diào)壓橫向調(diào)壓 混合調(diào)壓混合調(diào)壓 5 54 4 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓電壓調(diào)整措施5 55 5 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓無(wú)功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，無(wú)功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，但是無(wú)功功率沿電力網(wǎng)傳送卻要引起有但是無(wú)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。功功率損耗和電壓損耗。合理的配置無(wú)功功

28、率補(bǔ)償容量，以改合理的配置無(wú)功功率補(bǔ)償容量，以改變電力網(wǎng)的無(wú)功潮流分布，可以減少網(wǎng)變電力網(wǎng)的無(wú)功潮流分布，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗和電壓損耗，從而絡(luò)中的有功功率損耗和電壓損耗，從而改善用戶(hù)處的電壓質(zhì)量。改善用戶(hù)處的電壓質(zhì)量。 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓1、并聯(lián)無(wú)功補(bǔ)償調(diào)壓選擇補(bǔ)償量的基本原理 V2P+jQV1RjXjQcK:1122PRQ XVVV補(bǔ)償前：補(bǔ)償前：122()cccPRQQ XVVV補(bǔ)償后：補(bǔ)償后： 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓第二項(xiàng)很小第二項(xiàng)很小, ,則：則： 2222()cccPRQQXPRQXVVVV22222()()cccCVPRQXPRQXQVVXVV222(

29、)ccCVQVVX 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓選擇補(bǔ)償容量的基本原則：在滿(mǎn)足各種運(yùn)行方式的調(diào)選擇補(bǔ)償容量的基本原則：在滿(mǎn)足各種運(yùn)行方式的調(diào)壓要求下，與其它調(diào)壓方式配合，使補(bǔ)償容量最小。壓要求下，與其它調(diào)壓方式配合，使補(bǔ)償容量最小。2222()ccck VVQVXk2222()cck VVVX有無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖儔浩髯儽冗x擇的基本原則：有無(wú)功補(bǔ)償?shù)淖儔浩髯儽冗x擇的基本原則：在滿(mǎn)足調(diào)在滿(mǎn)足調(diào)壓要求的前提下，使補(bǔ)償容量最小。壓要求的前提下，使補(bǔ)償容量最小。 電壓調(diào)整措施2、無(wú)功功率補(bǔ)償容量的計(jì)算 原則：原則：在最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部投入，在最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部投入，在最小負(fù)荷時(shí)全部退出。在最小負(fù)荷時(shí)全部退出。

30、（1 1）補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器）補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器 根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負(fù)荷時(shí)沒(méi)有補(bǔ)根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負(fù)荷時(shí)沒(méi)有補(bǔ)償這樣變壓器變比：償這樣變壓器變比： 1minmin122min()tNVVVVV選擇與選擇與V1tV1t最接近的分接頭電壓，計(jì)算變比最接近的分接頭電壓，計(jì)算變比K K。電壓調(diào)整措施2 2、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓 按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償容量：按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償容量： 22 max2max2 max()cccVVQVkXk 校驗(yàn)實(shí)際電壓是否滿(mǎn)足要求。校驗(yàn)實(shí)際電壓是否滿(mǎn)足要求。例例:P96:P96電壓調(diào)整措施2 2、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓、利用

31、無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓調(diào)相機(jī)的特點(diǎn)是既能過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，又能欠調(diào)相機(jī)的特點(diǎn)是既能過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，又能欠勵(lì)磁運(yùn)行。如果調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)按額勵(lì)磁運(yùn)行。如果調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)按額定容量過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，在最小負(fù)荷按（定容量過(guò)勵(lì)磁運(yùn)行，在最小負(fù)荷按（0.50.50.650.65）額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，那么，調(diào)相）額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，那么，調(diào)相機(jī)的容量將得到最充分的利用。機(jī)的容量將得到最充分的利用。（2 2）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)電壓調(diào)整措施2 2、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓（2 2）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)容量選擇：同步調(diào)相機(jī)容量選擇：最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)發(fā)出全

32、部容性無(wú)功最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)發(fā)出全部容性無(wú)功 ，最小負(fù)荷時(shí)吸收感性無(wú)功最小負(fù)荷時(shí)吸收感性無(wú)功 ，則有：則有： cNQcNQ(0.50.65)22 max22 max()cmaccNcVVQVkXk22 min2min2 min()ccNcVVQVkXk電壓調(diào)整措施2 2、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓、利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓（2 2）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)2 min2 min2min2 max2 max2max()()ccccVkVVVkVV2 max2max2 min2min222 max2 minccccVVVVkVV兩式相除： 22 max22 max()cmaccNcVVQVkX

33、k選擇最接近的選擇最接近的K,K,再求解再求解Q QCNCN電壓調(diào)整措施例：例：P96P96 利用無(wú)功功率補(bǔ)償調(diào)壓53 電壓調(diào)整的措施（1）電壓損耗V（PRQX）/V 中包含兩個(gè)分量：一個(gè) 是有功負(fù)荷及電阻產(chǎn)生的PR/V分量；另一個(gè)是無(wú)功負(fù)荷 及電抗產(chǎn)生的QX/V分量。利用無(wú)功補(bǔ)償調(diào)壓的效果與網(wǎng) 絡(luò)性質(zhì)及負(fù)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(wú)功功率引起的QX/V分 量所占比重大。在這種情況下，減少輸送無(wú)功功率可以 產(chǎn)生比較顯著的調(diào)壓效果。反之，對(duì)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)整措施 線路串聯(lián)電

34、容補(bǔ)償調(diào)壓在線路上串聯(lián)接入靜電電容器，利用電容器的容抗補(bǔ)償線路的感抗，使電壓損耗中QX/V分量減小，從而可提高線路末端電壓電壓調(diào)整措施 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓122PRQXVVV122()crrPRQ XXVVV2222()CrrPRQ XXPRQXVVVV2222211()()()rcrrVxQVPRQXQVV222()rrVVVQ 1、根據(jù)調(diào)壓要求選擇串補(bǔ) cx電壓調(diào)整措施 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓 2、電壓減少百分比 %u%100cuuuu 100cQxPRQx/100/1CLxxR x P Q定義補(bǔ)償度 ccxkx1ck 1ck 1ck 欠補(bǔ)償過(guò)補(bǔ)償全補(bǔ)償電壓調(diào)整措施 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓討論： 愈大，改善電壓質(zhì)量的效果愈好； 愈大（