單參數(shù)越限和雙參數(shù)越限

單參數(shù)越限和雙參數(shù)越限主講人：高愛云供用電技術(shù)專業(yè)教學(xué)資源庫課程《變電站綜合自動化》電力系統(tǒng)調(diào)壓原理變電站電壓、無功綜合控制裝置的控制對象主要是變壓器分接頭和并聯(lián)電容器組，控制目的是保證主變壓器二次電壓在允許范圍內(nèi)，且盡可能提高進(jìn)線的功率因數(shù)，故一般選擇電壓和進(jìn)線處功率因數(shù)作為狀態(tài)變量。電力系統(tǒng)調(diào)壓原理無功功率Q與電壓V的關(guān)系如圖曲線1所示，是一條向下開口的拋物線。由于負(fù)荷主要成分是異步電動機(jī)，其無功功率-電壓特性曲線如圖曲線2所示。曲線1和曲線2的交點確定了負(fù)荷節(jié)點的電壓Va。曲線1代表電源的特性；曲線2代表負(fù)荷的特性電力系統(tǒng)調(diào)壓原理當(dāng)無功負(fù)荷增加時，負(fù)荷的無功電壓特性曲線變?yōu)?’，電源的無功功率仍舊是曲線1，交點a’代表新的無功功率平衡點，決定了負(fù)荷點的電壓為Va’。負(fù)荷無功大于電源發(fā)出無功，導(dǎo)致負(fù)荷節(jié)點電壓降低，即Va’小于Va。曲線1代表電源的特性；曲線2代表負(fù)荷的特性電力系統(tǒng)調(diào)壓原理如果發(fā)電機(jī)有充足的無功備用，通過調(diào)節(jié)勵磁電流，增大發(fā)電機(jī)的電勢E，則發(fā)電機(jī)的無功特性曲線上移到曲線1’的位置，從而使曲線1’和2’的交點c所確定的負(fù)荷節(jié)點電壓達(dá)到或接近原來的數(shù)值Va。曲線1代表電源的特性；曲線2代表負(fù)荷的特性電力系統(tǒng)調(diào)壓原理為了調(diào)整用戶端電壓Vb可采取以下措施：（1）調(diào)節(jié)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓；（2）適當(dāng)選擇變壓器的變比；（3）改變線路的參數(shù)；（4）改變無功功率的分布。以單一電源輻射網(wǎng)絡(luò)為例，考慮線路電壓損耗和變壓器變比后，負(fù)荷端電壓為：九區(qū)圖根據(jù)電壓和進(jìn)線功率因數(shù)兩個狀態(tài)變量的大小，將變電站的運行狀態(tài)劃分成9個區(qū)域，簡稱九區(qū)圖。如圖所示。變電站運行于0區(qū)域時，電壓和功率因數(shù)均合格，不需要進(jìn)線調(diào)整。橫坐標(biāo)為正方向為無功功率，反方向是功率因數(shù)。其中cosφh為上限，cosφl為下限。縱坐標(biāo)為主變壓器二次電壓，其中U0為正常電壓，U0+△U是電壓上限，U0-△U是電壓下限。單參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于1區(qū)域時，電壓超過上限而功率因數(shù)合格，此時應(yīng)調(diào)整變壓器分接頭使電壓降低。如單獨調(diào)整變壓器分接頭無法滿足要求時，可考慮強(qiáng)行切除電容器組。單參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于5區(qū)域時，電壓低于下限而功率因數(shù)合格，此時應(yīng)調(diào)整變壓器分接頭使電壓升高，直至分接頭無法調(diào)整(次數(shù)限制或檔位限制)。單參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于3區(qū)域時，功率因數(shù)低于下限而電壓合格。由于功率因數(shù)低于下限，需要提高功率因數(shù)的值到合格范圍，因此應(yīng)投入電容器組直至功率因數(shù)合格。單參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于7區(qū)域時，功率因數(shù)超過上限而電壓合格。由于功率因數(shù)高于上限，需要降低功率因數(shù)的值到合格范圍。因此應(yīng)切除電容器組直至功率因數(shù)合格。雙參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于2區(qū)域時，電壓超過上限而功率因數(shù)低于下限，通過分析負(fù)荷端電壓公式可知，此時如先投入電容器組，由系統(tǒng)提供的Q將減小，線路壓降減小，導(dǎo)致用戶側(cè)電壓進(jìn)一步上升；若先調(diào)節(jié)變壓器分接頭使電壓降低，由圖Q-V關(guān)系曲線圖可見，隨著電壓的降低負(fù)荷所需無功減少，功率因數(shù)上升。因此先調(diào)整變壓器分接頭使電壓降低，待電壓合格后若功率因數(shù)仍越限再投入電容器組。曲線1代表電源的特性；曲線2代表負(fù)荷的特性雙參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于4區(qū)域時，電壓和功率因數(shù)同時低于下限。觀察Q-V關(guān)系曲線圖可知，此時如先調(diào)整變壓器分接頭升壓，則負(fù)荷所需無功增加導(dǎo)致功率因數(shù)繼續(xù)下降；如先投入電容器組，由公式可知，系統(tǒng)提供的無功減少，線路壓降減小，用戶側(cè)電壓升高。因此，應(yīng)先投入電容器，待功率因數(shù)合格后若電壓越限再調(diào)整變壓器分接頭使電壓升高。曲線1代表電源的特性；曲線2代表負(fù)荷的特性雙參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于6區(qū)域時，電壓低于下限而功率因數(shù)超過上限。通過分析負(fù)荷端電壓公式可知，此時如先切除電容器組，由系統(tǒng)提供的Q將增加，線路壓降變大，導(dǎo)致用戶側(cè)電壓進(jìn)一步下降；若先調(diào)節(jié)變壓器分接頭使電壓升高，由圖Q-V關(guān)系曲線圖可見，隨著電壓的升高負(fù)荷所需無功增加，功率因數(shù)降低。。因此應(yīng)先調(diào)整變壓器分接頭使電壓升高，待電壓合格后若功率因數(shù)仍越限再切除電容器組。曲線1代表電源的特性；曲線2代表負(fù)荷的特性雙參數(shù)越限當(dāng)變電站運行于8區(qū)域時，電壓和功率因數(shù)同時超過上限。觀察Q-V關(guān)系曲線圖可知，此時如先調(diào)整變壓器分接頭降壓，則負(fù)荷所需無功減少導(dǎo)致功率因數(shù)繼續(xù)升高；如先切除電容器組，由公式可知，系統(tǒng)提供的無功增