110KV電力網(wǎng)最大負(fù)荷下的無功補(bǔ)償和調(diào)壓計(jì)算概述

1、學(xué)號(hào)1350803111 電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析 課 程 設(shè) 計(jì) 題 目：110kv電力網(wǎng)最大負(fù)荷下的無功補(bǔ)償和調(diào)壓計(jì)算 系 院： 物理與機(jī)電工程學(xué)院 專 業(yè)： 電氣工程及其自動(dòng)化131班 作者姓名： 韓偉 指導(dǎo)教師： 劉永科 職稱： 副教授 完成日期： 2 0 1 6 年 06 月 12 河西學(xué)院本科生課程設(shè)計(jì)任務(wù)書設(shè) 計(jì) 題 目某110kv電力網(wǎng)最大負(fù)荷方式下的無功補(bǔ)償和調(diào)壓計(jì)算作 者 姓 名韓偉學(xué)院及班級(jí)物電學(xué)院電氣工程及其自動(dòng)化131班指導(dǎo)教師姓名、職稱劉永科 副教授任務(wù)下達(dá)日期2016年5月20日1.1設(shè)計(jì)內(nèi)容1.設(shè)計(jì)要求按就地?zé)o功補(bǔ)償方式,選擇標(biāo)準(zhǔn)電容組進(jìn)行無功補(bǔ)償后的潮流計(jì)算;通過改變

2、變壓器分接頭方式,使各母線電壓水平符合國(guó)家相關(guān)規(guī)程規(guī)定.1.2原始資料：1.電力網(wǎng)接線示意圖.本次設(shè)計(jì)針對(duì)某110kv電力網(wǎng)進(jìn)行,其接線示意圖如圖4-13所示.圖中,發(fā)電廠A的高壓母線電壓為110kv;各變電所中分別裝設(shè)2臺(tái)主變壓器,110kv線路為雙回路鋼芯鋁絞線。 電力網(wǎng)接線圖.2.發(fā)電廠、變電所負(fù)荷情況及元素技術(shù)參數(shù)。發(fā)電廠、變電所的負(fù)荷情況見表4-8，變壓器的技術(shù)參數(shù)見表4-9，線路的技術(shù)參數(shù)見4-10發(fā)電廠、變電所負(fù)荷一覽表位置發(fā)電廠A變電所2變電所3最大負(fù)荷（MW）45030功率因數(shù)0.850.80.8 110kv變電所主變壓器技術(shù)參數(shù)表位置A升壓站（T-1）變電所2（T-2）變電

3、所3（T-3）型號(hào)無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器63000有載調(diào)壓變壓器31500有載調(diào)壓變壓器20000額定容量（MVA）9031.520臺(tái)數(shù)222空載損耗（kw）55.836.626負(fù)載損耗（kw）260148104空載電流（%）0.40.770.84短路阻抗（%）10.510.5105分接頭電壓（kv）121110110110kv線路技術(shù)參數(shù)表導(dǎo)線型號(hào)LGJ-95/35導(dǎo)線型號(hào)LGJ-95/35回路數(shù)雙回路導(dǎo)線阻抗（）0.332+j0.429長(zhǎng)度（km）60導(dǎo)線充電功率（Mvar/110km）3.5042.設(shè)計(jì)的基本要求2.1設(shè)計(jì)及計(jì)算說明書（1）說明書要求書寫整齊，條理分明，表達(dá)正確、語言正確。（2

4、）計(jì)算書內(nèi)容：為各設(shè)計(jì)內(nèi)容最終成果、確定提供依據(jù)進(jìn)行的技術(shù)分析、論證和定量計(jì)算，如。（3）計(jì)算書要求：計(jì)算無誤，分析論證過程簡(jiǎn)單明了，各設(shè)計(jì)內(nèi)容列表匯總。 2.2圖紙（1）繪制分析所需的必要圖紙（2）圖紙要求：用標(biāo)準(zhǔn)符號(hào)繪制，布置均勻，設(shè)備符號(hào)大小合適，清晰美觀。3.論文(設(shè)計(jì))進(jìn)度安排階段論文（設(shè)計(jì)）各階段名稱起止日期1熟悉設(shè)計(jì)任務(wù)書、設(shè)計(jì)題目及設(shè)計(jì)背景資料5月20日5月25日2查閱有關(guān)資料5月26日5月27日3閱讀設(shè)計(jì)要求必讀的參考資料5月28日5月29日4書寫設(shè)計(jì)說明書5月30日6月20日5小組答辯與質(zhì)疑6月21日6月22日6上交設(shè)計(jì)成果6月30日4.需收集和閱讀的資料及參考文獻(xiàn)（指導(dǎo)教

5、師指定）1: 陳珩.電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析（第三版）M，北京，中國(guó)電力出版社，20072：何仰贊，溫增銀.電力系統(tǒng)分析第三版M，武漢,華中科技大學(xué)出版社，20023：陳悅.電氣工程畢業(yè)設(shè)計(jì)指南電力系統(tǒng)分冊(cè)M，北京，中國(guó)水利水電出版社，2008教 研 室 意 見 負(fù)責(zé)人簽名： 年 月 日 目錄摘要 1第1章 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求21.1節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與電力網(wǎng)接線圖21.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求2第2章 無功補(bǔ)償原理及方法221無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)原理22.2無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?2.3無功補(bǔ)償裝置的分類42.3.3靜止無功補(bǔ)償器52.4 無功功率與電壓的調(diào)整6第3章 電力系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算83.1已知的系統(tǒng)參數(shù)83.2各系統(tǒng)元件

6、參數(shù)計(jì)算8第4章 負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償104.1無功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)計(jì)算104.2電容組的選擇10第5章 無功補(bǔ)償后電網(wǎng)的潮流計(jì)算115.1變電所T-2的功率損耗和潮流計(jì)算115.2線路L耗和潮流計(jì)算-2的功率損125.3變電所T-3的功率損耗和潮流計(jì)算125.4線路L-1的功率損耗和潮流計(jì)算135.5變電所T-1的功率損耗和潮流計(jì)算14第6章 電路系統(tǒng)的調(diào)壓計(jì)算156.1調(diào)整電壓的必要性15總結(jié)16摘要 隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，電網(wǎng)的工作運(yùn)行收到極大的考驗(yàn)，目前許多變電站普遍存在負(fù)荷過重的情況，需要假裝無功補(bǔ)償裝置來提高電網(wǎng)輸送能力。本文根據(jù)電網(wǎng)變壓器線路無功損耗產(chǎn)生機(jī)理，詳細(xì)闡述了220KV變

7、電站電力變壓器無功補(bǔ)償計(jì)算方法，以提高輸電設(shè)備的利用率，降低電力系統(tǒng)設(shè)備的損耗和有功網(wǎng)損，減少能耗和發(fā)電費(fèi)用，最后對(duì)最優(yōu)方案進(jìn)行調(diào)壓計(jì)算。關(guān)鍵字：電力網(wǎng) 無功補(bǔ)償 調(diào)壓計(jì)算 第1章 原始數(shù)據(jù)及設(shè)計(jì)要求1.1節(jié)點(diǎn)負(fù)荷與電力網(wǎng)接線圖電力系統(tǒng)接線圖如圖1所示,發(fā)電廠A的高壓母線為110KV,各變電所中分別裝設(shè)2臺(tái)主變壓器,110KV線路為雙回路鋼芯鋁絞線.圖1 電力系統(tǒng)接線圖1.2 設(shè)計(jì)內(nèi)容及要求按就地?zé)o功補(bǔ)償方式進(jìn)行無功補(bǔ)償；選擇標(biāo)準(zhǔn)電容組進(jìn)行無功補(bǔ)償后的潮流計(jì)算；通過改變變壓器分接頭方式,使各母線電壓水平符合國(guó)家相關(guān)規(guī)程規(guī)定。第2章 無功補(bǔ)償原理及方法 21無功補(bǔ)償設(shè)計(jì)原理

8、電網(wǎng)中的電力負(fù)荷如電動(dòng)機(jī)、變壓器等，大部分屬于感性負(fù)荷，在運(yùn)行過程中需向這些設(shè)備提供相應(yīng)的無功功率。在電網(wǎng)中安裝并聯(lián)電容器等無功補(bǔ)償設(shè)備以后，可以提供感性負(fù)載所消耗的無功功率，減少了電網(wǎng)電源向感性負(fù)荷提供、由線路輸送的無功功率，由于減少了無功功率在電網(wǎng)中的流動(dòng)，因此可以降低線路和變壓器因輸送無功功率造成的電能損耗，這就是無功補(bǔ)償。 無功補(bǔ)償?shù)幕驹硎牵喊丫哂腥菪怨β守?fù)荷的裝置與感性功率負(fù)荷并聯(lián)接在同一電路，能量在兩種負(fù)荷之間相互交換。這樣，感性負(fù)荷所需要的無功功率可由容性負(fù)荷輸出的無功功率補(bǔ)償。 電網(wǎng)中的許多用電設(shè)備是根據(jù)電磁感應(yīng)原理工作的。它們?cè)谀芰哭D(zhuǎn)換過程中建立交變磁場(chǎng)，在一個(gè)周期內(nèi)吸收

9、的功率和釋放的功率相等，這種功率叫無功功率。電力系統(tǒng)中，不但有功功率平衡，無功功率也要平衡。 有功功率、無功功率、視在功率之間的關(guān)系為： 圖2 各功率幾何關(guān)系其中：S為視在功率 ；P為有功功率；Q為無功功率； 角為功率因數(shù)角，它的余弦是有功功率與視在功率之比，即。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用電企業(yè)功率因數(shù)越小，則所需的無功功率越大。如果無功功率不是由電容器提供，則必須由輸電系統(tǒng)供給，為滿足用電的要求，供電線路和變壓器的容量需要增大。這樣，不僅增加供電投資、降低設(shè)備的利用率，也將增加線路損耗。為此，國(guó)家供用電規(guī)則規(guī)定：無功電力應(yīng)就地平衡，用戶應(yīng)在提高用電自然功率因數(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)

10、和裝置無功補(bǔ)償設(shè)備，并做到隨其負(fù)荷和電壓變動(dòng)及時(shí)投入或切除，防止無功倒送。還規(guī)定用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)，否則供電部門可以拒絕供電。因此，無論對(duì)供電部門還是用電部門，對(duì)無功功率進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償以提高功率因數(shù)，防止無功倒送，從而節(jié)約電能。改變功率因數(shù)作用；一、改善供電品質(zhì)，提高功率因數(shù)。 二、減少電力的損失，工廠動(dòng)力配線依據(jù)不同的線路及負(fù)載情況，使用電容提高功率因數(shù)后，總電流降低，可降低供電端與用電端的電力損失。 三、延長(zhǎng)設(shè)備壽命。 改善功率因數(shù)后線路總電流減少，使接近或已經(jīng)飽和的變壓器、開關(guān)等機(jī)器設(shè)備和線路容量負(fù)荷下降，可以降低溫度增加壽命。 四、滿足

11、電力系統(tǒng)對(duì)無功補(bǔ)償?shù)谋O(jiān)測(cè)要求，消除功率因數(shù)過低而產(chǎn)生的罰款。 2.2無功補(bǔ)償?shù)囊话惴椒?#160;無功補(bǔ)償通常采用的方法主要有3種：低壓個(gè)別補(bǔ)償、低壓集中補(bǔ)償、高壓集中補(bǔ)償。下面簡(jiǎn)單介紹這3種補(bǔ)償方式的適用范圍及使用該種補(bǔ)償方式的優(yōu)缺點(diǎn)。 2.2.1低壓個(gè)別補(bǔ)償  低壓個(gè)別補(bǔ)償就是根據(jù)個(gè)別用電設(shè)備對(duì)無功的需要量將單臺(tái)或多臺(tái)低壓電容器組分散地與用電設(shè)備并接，它與用電設(shè)備共用一套斷路器。通過控制、保護(hù)裝置與電機(jī)同時(shí)投切。隨機(jī)補(bǔ)償適用于補(bǔ)償個(gè)別大容量且連續(xù)運(yùn)行(如大中型異步電動(dòng)機(jī))的無功消耗，以補(bǔ)勵(lì)磁無功為主。低壓個(gè)別補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)是：用電設(shè)備運(yùn)行時(shí)，無功補(bǔ)償投入，用電設(shè)備

12、停運(yùn)時(shí)，補(bǔ)償設(shè)備也退出，因此不會(huì)造成無功倒送。具有投資少、占位小、安裝容易、配置方便靈活、維護(hù)簡(jiǎn)單、事故率低等優(yōu)點(diǎn)。  2.2.2低壓集中補(bǔ)償  低壓集中補(bǔ)償是指將低壓電容器通過低壓開關(guān)接在配電變壓器低壓母線側(cè)，以無功補(bǔ)償投切裝置作為控制保護(hù)裝置，根據(jù)低壓母線上的無功負(fù)荷而直接控制電容器的投切。電容器的投切是整組進(jìn)行，做不到平滑的調(diào)節(jié)。低壓補(bǔ)償?shù)膬?yōu)點(diǎn)：接線簡(jiǎn)單、運(yùn)行維護(hù)工作量小，使無功就地平衡，從而提高配變利用率，降低網(wǎng)損，具有較高的經(jīng)濟(jì)性，是目前無功補(bǔ)償中常用的手段之一。  2.2.3高壓集中補(bǔ)償  高壓集中補(bǔ)償

13、是指將并聯(lián)電容器組直接裝在變電所的610kV高壓母線上的補(bǔ)償方式。適用于用戶遠(yuǎn)離變電所或在供電線路的末端，用戶本身又有一定的高壓負(fù)荷時(shí)，可以減少對(duì)電力系統(tǒng)無功的消耗并可以起到一定的補(bǔ)償作用；補(bǔ)償裝置根據(jù)負(fù)荷的大小自動(dòng)投切，從而合理地提高了用戶的功率因數(shù)，避免功率因數(shù)降低導(dǎo)致電費(fèi)的增加。同時(shí)便于運(yùn)行維護(hù)，補(bǔ)償效益高。2.3無功補(bǔ)償裝置的分類無功補(bǔ)償有很多種類：從補(bǔ)償?shù)姆秶鷦澐挚梢苑譃樨?fù)荷補(bǔ)償與線路補(bǔ)償，從補(bǔ)償?shù)男再|(zhì)劃分可以分為感性補(bǔ)償與容性補(bǔ)償。下面將并聯(lián)容性補(bǔ)償?shù)姆椒ù笾铝信e：2.3.1同步調(diào)相機(jī)   調(diào)相機(jī)的基本原理與同步發(fā)電機(jī)沒有區(qū)別，它只輸出無功電流。因?yàn)椴话l(fā)電，因此

14、不需要原動(dòng)機(jī)拖動(dòng)，沒有啟動(dòng)電機(jī)的調(diào)相機(jī)也沒有軸伸，實(shí)質(zhì)就是相當(dāng)于一臺(tái)在電網(wǎng)中空轉(zhuǎn)的同步發(fā)電機(jī)。      調(diào)相機(jī)是電網(wǎng)中最早使用的無功補(bǔ)償裝置。當(dāng)增加激磁電流時(shí)，其輸出的容性無功電流增大。當(dāng)減少激磁電流時(shí)，其輸出的容性無功電流減少。當(dāng)激磁電流減少到一定程度時(shí)，輸出無功電流為零，只有很小的有功電流用于彌補(bǔ)調(diào)相機(jī)的損耗。當(dāng)激磁電流進(jìn)一步減少時(shí)，輸出感性無功電流。      調(diào)相機(jī)容量大、對(duì)諧波不敏感，并且具有當(dāng)電網(wǎng)電壓下降時(shí)輸出無功電流自動(dòng)增加的特點(diǎn)，因此調(diào)相機(jī)對(duì)于電網(wǎng)的無功安全具有不可替代的作用。

15、      由于調(diào)相機(jī)的價(jià)格高，效率低，運(yùn)行成本高，因此已經(jīng)逐漸被并聯(lián)電容器所替代。但是近年來出于對(duì)電網(wǎng)無功安全的重視，一些人主張重新啟用調(diào)相機(jī)。 2.3.2并聯(lián)電容器  并聯(lián)電容器是目前最主要的無功補(bǔ)償方法。其主要特點(diǎn)是價(jià)格低，效率高，運(yùn)行成本低，在保護(hù)完善的情況下可靠性也很高。       在高壓及中壓系統(tǒng)中主要使用固定連接的并聯(lián)電容器組，而在低壓配電系統(tǒng)中則主要使用自動(dòng)控制電容器投切的自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置。自動(dòng)無功補(bǔ)償裝置的結(jié)構(gòu)則多種多樣形形色色，適用于各種不同的負(fù)荷情況。對(duì)于低壓自

16、動(dòng)無功補(bǔ)償裝置將另文詳細(xì)介紹。      并聯(lián)電容器的最主要缺點(diǎn)是其對(duì)諧波的敏感性。當(dāng)電網(wǎng)中含有諧波時(shí)，電容器的電流會(huì)急劇增大，還會(huì)與電網(wǎng)中的感性元件諧振使諧波放大。另外，并聯(lián)電容器屬于恒阻抗元件，在電網(wǎng)電壓下降時(shí)其輸出的無功電流也下降，因此不利于電網(wǎng)的無功安全。2.3.3靜止無功補(bǔ)償器 靜止補(bǔ)償器是近年來發(fā)展起來的一種動(dòng)態(tài)無功功率補(bǔ)償裝置。它是將電力電容器與電抗器并聯(lián)起來使用，電容器可發(fā)出無功功率，電抗器可吸收無功功率，兩者結(jié)合起來，再配以適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)裝置，就成為能夠平滑地改變輸出（或吸收）無功功率的靜止補(bǔ)償器。靜止補(bǔ)償器有四種不同類型，即可控

17、飽和電抗器型，自飽和電抗器型，可控硅控制電抗器型，以及可控硅控制電抗器和可控硅投切電容器組合型靜止補(bǔ)償器。電壓變化時(shí)，靜止補(bǔ)償器能快速地、平滑地調(diào)節(jié)無功功率，以滿足動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償?shù)男枰?。與同步調(diào)相機(jī)比較，運(yùn)行維護(hù)簡(jiǎn)單，功率損耗較小，能作到分相補(bǔ)償以適應(yīng)不平衡的負(fù)荷變化，對(duì)于沖擊負(fù)荷也有較強(qiáng)的適應(yīng)性，在我國(guó)電力系統(tǒng)中它將得到日益廣泛的應(yīng)用。晶閘管投切電容器單獨(dú)使用時(shí)只能作為無功功率電源，發(fā)出感性無功，且不能平滑調(diào)節(jié)輸出的功率，由于晶閘管對(duì)控制信號(hào)的相應(yīng)極為迅速，通斷次數(shù)又不受限制，其運(yùn)行性能還是明顯優(yōu)于機(jī)械開關(guān)投切的電容器。2.4 無功功率與電壓的調(diào)整 電力系統(tǒng)中為了實(shí)現(xiàn)無功功率在額定電

18、壓下的平衡，即實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的無功功率平衡和實(shí)現(xiàn)各區(qū)域無功功率平衡，保證電壓質(zhì)量，滿足用戶的用電要求，必須對(duì)系統(tǒng)中的無功功率和電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之在允許的偏移范圍內(nèi)。電壓調(diào)整是指對(duì)電力系統(tǒng)中各負(fù)荷點(diǎn)的電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)，使之在允許的偏移范圍內(nèi)，在電壓調(diào)整的過程中，縣級(jí)電力系統(tǒng)用得較多的是只重視選擇變壓器的變比，而忽視了電力無功功率的平衡。當(dāng)電力系統(tǒng)的無功電源發(fā)出的無功功率不能滿足（或高于）無功負(fù)荷及網(wǎng)絡(luò)中損耗時(shí)，就應(yīng)對(duì)系統(tǒng)電壓進(jìn)行調(diào)整。 以目前調(diào)整電壓的措施有：調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓、適當(dāng)選擇變壓器的變比、改變線路的參數(shù)、改變無功功率的分布等；控制無功功率的產(chǎn)生和損耗及無功功率的流動(dòng)可

19、以實(shí)現(xiàn)調(diào)整電壓。下面是常用的進(jìn)行無功功率和電壓調(diào)整的裝置。 在電力系統(tǒng)運(yùn)行中，要求電源的無功功率在任何時(shí)刻都同負(fù)荷的無功功率和網(wǎng)絡(luò)無功損耗之和相等。即： 現(xiàn)以一發(fā)電機(jī)經(jīng)過一段線路向負(fù)荷供電來說明無功電源對(duì)電壓的影響。略去各元件電阻，用表示發(fā)電機(jī)電抗與線路電抗之和，等值電路如下圖所示：圖3 負(fù)荷與電壓的關(guān)系負(fù)荷增加時(shí)，其無功電壓特性如曲線所示，如果系統(tǒng)的無功電源沒有相應(yīng)增加，電源的無功特性仍然是曲線1，這時(shí)曲線1和曲線的交點(diǎn)就代表了新的無功平衡點(diǎn)，并由此決定了負(fù)荷點(diǎn)的電壓為，顯然<，這說明負(fù)荷增加后，系統(tǒng)的電源已不能滿足在電壓下無功平衡的需要，因而只好降低電壓運(yùn)行，以取得在較低電

20、壓下的無功平衡。當(dāng)電勢(shì)為一定值是，同的關(guān)系是一條向下開口的拋物線。負(fù)荷的主要成分是異步電動(dòng)機(jī)，其無功電壓特性如圖中曲線2所示。圖4 按無功功率平衡確定電壓如果發(fā)電機(jī)具有充足的無功備用，通過調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流增大發(fā)電機(jī)電勢(shì)，則發(fā)電機(jī)的無功特性曲線將上移到曲線的位置，從而使曲線與曲線的交點(diǎn)所確定的負(fù)荷節(jié)點(diǎn)電壓達(dá)到或接近原來的數(shù)值。同樣，如果發(fā)電機(jī)的電勢(shì)增大而負(fù)荷沒有增加，則由發(fā)電機(jī)的無功特性曲線與負(fù)荷無功特性曲線2的交點(diǎn)為，決定了負(fù)荷點(diǎn)的電壓為，此時(shí)>，負(fù)荷點(diǎn)的電壓偏高。由此可見，系統(tǒng)中的無功電源對(duì)系統(tǒng)中的電壓的影響為當(dāng)無功電源比較充足時(shí)，能滿足較高電壓水平下的無功平衡需要，系統(tǒng)就有較高的運(yùn)行電壓

21、水平；反之，無功不足就反映為運(yùn)行電壓水平偏低。因此，應(yīng)該力求實(shí)現(xiàn)在額定電壓下的系統(tǒng)無功功率平衡，并根據(jù)這個(gè)要求裝設(shè)必要的無功補(bǔ)償裝置。 當(dāng)電壓比較高時(shí)，由于飽和影響，勵(lì)磁電抗的數(shù)值還有所下降，因此，勵(lì)磁功率隨電壓變化的曲線稍高于二次曲線；為漏抗中的無功損耗，如果負(fù)載功率不變化的曲線稍高于二次曲線；為漏抗中的無功損耗，如果負(fù)載功率不變，則常數(shù)，當(dāng)電壓降低時(shí)，磚茶將要增大，定子電流隨之增大，相應(yīng)的，在漏抗中的無功損耗也要增大。綜合這兩部分無功功率的變化特點(diǎn)，其中為電動(dòng)機(jī)的實(shí)際負(fù)荷同它的額定負(fù)荷之比，稱為電動(dòng)機(jī)的受載系數(shù)。在額定電壓附近，電動(dòng)機(jī)的無功功率隨電壓的升降而增減。當(dāng)電壓明顯的低于額定值時(shí)，

22、無功功率主要有漏抗中的無功損耗決定，因此，隨電壓下降反而具有上升的性質(zhì)。變壓器的無功功率損耗在系統(tǒng)的無功需求中占有相當(dāng)?shù)谋戎亍＜俣ㄒ慌_(tái)變壓器的空載電流，短路電壓，在額定滿載下運(yùn)行時(shí)，無功功率的消耗將達(dá)額定容量的12%。如果從電源到用戶需要經(jīng)過好幾級(jí)變壓，則變壓器中無功功率損耗的數(shù)值是相當(dāng)可觀的。 第3章 電力系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算 3.1已知的系統(tǒng)參數(shù)變電所T-1：，變壓所T-2：， 變電所T-3: ， 線路LGJ-95/35 =, , , ,3.2各系統(tǒng)元件參數(shù)計(jì)算變電所T-1的參數(shù)計(jì)算 變壓所T-2的參數(shù)計(jì)算 變電所T-3的參數(shù)計(jì)算 線路L1=L2：L=60km 導(dǎo)線的充電功率：1/2×

23、3.504Mvar/110km×60km=0.85Mvar 第4章 負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的無功補(bǔ)償4.1無功補(bǔ)償?shù)南嚓P(guān)計(jì)算 規(guī)定將個(gè)點(diǎn)負(fù)荷節(jié)點(diǎn)的功率因數(shù)補(bǔ)償?shù)?.9，則補(bǔ)償計(jì)算情況如下：發(fā)電機(jī)1節(jié)點(diǎn)無功補(bǔ)償計(jì)算：原負(fù)荷 4+j3 補(bǔ)償后的負(fù)荷 4+j1.93 補(bǔ)償功率(4+j3)-(4+j1.93)=1.07Mvar變電所T-2低壓側(cè)無功補(bǔ)償計(jì)算：原負(fù)荷 50+j37.5 補(bǔ)償后的負(fù)荷 50+j24.2 補(bǔ)償功率(50+j37.5)-(50+j24.2)=13.3Mvar變電所T-3低壓側(cè)無功補(bǔ)償計(jì)算：原負(fù)荷 30+j22.5 補(bǔ)償后的負(fù)荷 30+j14.5 補(bǔ)償功率（30+j22.5）-(30

24、+j14.5)=8Mvar4.2電容組的選擇第5章 無功補(bǔ)償后電網(wǎng)的潮流計(jì)算5.1變電所T-2的功率損耗和潮流計(jì)算變壓器T-2低壓側(cè)經(jīng)補(bǔ)償后的負(fù)載50+j24.2MVA變壓器T-2歸算的到高壓側(cè)的電壓10電流經(jīng)過變壓器T-2的功率損耗電壓經(jīng)過變壓器T-2的電壓降落經(jīng)過變壓器T-2高壓側(cè)的功率=(50+0.267+0.069)+j(24.2+5.96+0.046)=50.33+j30.213MW線路L-2末端的充電功率0.85Mvar =50.336+j29.363MVA5.2線路L耗和潮流計(jì)算-2的功率損電流經(jīng)過線路L-2的功率損耗電壓經(jīng)過線路L-2的電壓降線路L-2首段的充電功率0.85Mv

25、ar經(jīng)過線路L-2首段的功率=(50.33+2.92)+(30.213+3.77-0.85)=53.25+j33.133MW5.3變電所T-3的功率損耗和潮流計(jì)算變壓器T-3低壓側(cè)經(jīng)補(bǔ)償后的負(fù)荷30+j14.5MVA變壓器電壓歸算到高壓側(cè)的電壓10變壓器T-3的有功和無功功率損耗電壓經(jīng)過變壓器T-3的電壓降經(jīng)過變壓器T-3高壓側(cè)的功率(30+0.16+0.04)+j(14.5+2.61-0.3) =30.2+j16.8MW經(jīng)過線路L-1末端的功率(53.25+30.2)+j(33.13+16.8) =83.45+j49.94MW 5.4線路L-1的功率損耗和潮流計(jì)算經(jīng)過線路L-1的功率損耗經(jīng)過

26、線路L-1的電壓降線路L-1首段的充電功率0.85Mvar線路L-1首段的功率=(50.33+2.92)+(30.213+3.77-0.85)=53.25+j33.133MW5.5變電所T-1的功率損耗和潮流計(jì)算變壓器T-1的功率損耗經(jīng)過變壓器T-1電壓降 變壓器T-1高壓側(cè)的功率=(89.88+0.16+0.12)+(56.27+5.72-0.8)=90.17+j61.19MVA發(fā)電機(jī)應(yīng)發(fā)出的功率=(90.17+4)+j（61.19+1.93）=94.17+j62.12MVA第6章 電路系統(tǒng)的調(diào)壓計(jì)算6.1調(diào)整電壓的必要性 電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)，電壓不合格會(huì)對(duì)電網(wǎng)造成嚴(yán)重的危害。電壓偏移

27、過大，會(huì)影響工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞電力設(shè)備，甚至引起系統(tǒng)性“電壓崩潰造成大面積停電。 6.1.1電網(wǎng)電壓偏低 （1）電網(wǎng)電壓偏低的原因。由于早期設(shè)計(jì)的供電網(wǎng)絡(luò)或配電網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)不合理，特別是一些線路送電距離長(zhǎng)，供電半徑大，導(dǎo)線截面小，使線路電壓損失較大。電網(wǎng)無功功率電源不足或無功補(bǔ)償設(shè)備管理不善、長(zhǎng)期失修、經(jīng)常停用等，使無功平衡破壞，這是電網(wǎng)電壓水平普遍降低的根本原因。變電所變壓器分接頭位置放置不合理，電網(wǎng)接線不合理，負(fù)荷過重，負(fù)荷功率因數(shù)低，電力設(shè)備檢修及線路故障等，都可使電網(wǎng)電壓下降。1 （2）電網(wǎng)電壓偏低的危害。對(duì)發(fā)電機(jī)的危害：發(fā)電機(jī)定子電流隨其功率角的增

28、大而增大。假設(shè)發(fā)電機(jī)在正常電壓時(shí)定子電流為額定值，若系統(tǒng)電壓降低，發(fā)電機(jī)仍要保持其出力，功率角就要增大，必然引起定子電流增大超過額定值。所以這種情況下，必須減少發(fā)電機(jī)的出力。對(duì)異步電動(dòng)機(jī)的危害：在電力系統(tǒng)的負(fù)荷中，異步電動(dòng)機(jī)占很大的比例，如果電壓降低，異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率將增大，從而電動(dòng)機(jī)定子繞組中電流將隨之增大，導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)溫升增加，效率降低，壽命縮短。對(duì)照明負(fù)荷的危害：電網(wǎng)電壓下降，引起電燈功率下降，照明亮度降低。有關(guān)數(shù)據(jù)顯示，電壓降低10%，白熾燈的亮度降低35%；水銀燈亮度減少20%；日光燈亮度降低10%，而且壽命縮短。如果電壓降低20%，日光燈將不能啟動(dòng)。對(duì)冶金等行業(yè)的危害：電路的有功功率與電壓平方成正比，電路將因?yàn)殡妷哼^低而影響冶煉時(shí)間，可能導(dǎo)致產(chǎn)品不合格，甚至報(bào)廢。電網(wǎng)電壓偏低還可能造成電網(wǎng)振蕩、系統(tǒng)解列、大面積停電，導(dǎo)致斷水、斷氣、電訊中斷，嚴(yán)重影響人民生活和社會(huì)安全。 6.1.2電網(wǎng)電壓偏高 （1）電