1、 Huazhong University of Science and Technologyp 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡u無功負荷和無功電源及其無功電壓特性無功負荷和無功電源及其無功電壓特性u無功功率平衡與電網電壓水平的關系無功功率平衡與電網電壓水平的關系p 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念u允許電壓偏移允許電壓偏移u中樞電壓管理中樞電壓管理p 電壓調整的措施電壓調整的措施p 調壓措施的應用調壓措施的應用Huazhong University of Science and TechnologyCH12 電力系統的無功功率電力系統的無功功率 平衡和電壓調整平衡和電壓調整電

2、力系統的無功功率平衡和電壓調整電力系統的無功功率平衡和電壓調整概述概述p 電壓是衡量電能質量的一個重要指標電壓是衡量電能質量的一個重要指標p 質量合格的電壓應該在以下四個方面都能滿足有關國家標準質量合格的電壓應該在以下四個方面都能滿足有關國家標準規定的要求：規定的要求：l 供電電壓偏移供電電壓偏移l 電壓波動和閃變電壓波動和閃變l 電網諧波電網諧波l 三相不對稱程度三相不對稱程度電力系統的無功功率平衡和電壓調整電力系統的無功功率平衡和電壓調整概述概述p 電壓合理的重要性：電壓合理的重要性：l 對設備：對設備：V 引起效率下降、經濟性能變差，影響生活質量：照明；引起效率下降、經濟性能變差，影響生

3、活質量：照明； 縮短壽命，甚至造成損壞：白熾燈、電動機、絕緣；縮短壽命，甚至造成損壞：白熾燈、電動機、絕緣； 降低生產率，出廢品、次品降低生產率，出廢品、次品l 對電力系統：電壓降低：會使網絡中功率和能量的損耗加大；對電力系統：電壓降低：會使網絡中功率和能量的損耗加大； 電壓過低：有可能危及電力系統的運行穩定性；電壓過低：有可能危及電力系統的運行穩定性； 電壓過高：各種電氣設備的絕緣可能受到損害，電壓過高：各種電氣設備的絕緣可能受到損害， 在超高壓網絡中還將增加電暈損耗等在超高壓網絡中還將增加電暈損耗等電力系統的無功功率平衡和電壓調整電力系統的無功功率平衡和電壓調整概述概述p 允許的電壓偏移允

4、許的電壓偏移（嚴格保證電壓經濟上不可行，也沒有必要）（嚴格保證電壓經濟上不可行，也沒有必要）l 35kV及以上：及以上：5%l 10kV及以下：及以下：7%l 低壓照明：低壓照明： +7%，-10%l 農村電網：農村電網： +15%，-10%（+10%，-15%）p 合理的無功功率源配置是保證電壓合理的關鍵合理的無功功率源配置是保證電壓合理的關鍵 12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡1. 無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系p 無功功率對電壓水平有決定性的影響，是引起電壓損耗的重要因素無功功率對電壓水平有決定性的影響，是引起電壓損耗的重要因素22()()ijjjjjPRQ

5、XPXQRPRQXVVVVVV0jjVV在高壓網絡中，在高壓網絡中，X R，當，當Q與與P可比時，電壓降落的絕大部分為可比時，電壓降落的絕大部分為QX項，如果減少項，如果減少Q，則可以大大減少電壓損耗。，則可以大大減少電壓損耗。 12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡1. 無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系p 節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用0VV 忽略忽略 R R2sincos sincoscossin cossinEVPVIEXIXEVVQVIEVXIXX12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡1.

6、 無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系p 節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用2222cosEVVEVVQPXXXXu 當當 P 和和 E 為定值時，為定值時，Q(V) 特性曲線為下開特性曲線為下開口拋物線口拋物線，如右圖如右圖u 調節勵磁電流，改變調節勵磁電流，改變 E 可調整可調整 Q(V) 特性特性12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡1. 無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系p 節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用u 系統無功電源充足，可以滿足較高電壓水平系統

7、無功電源充足，可以滿足較高電壓水平下的無功功率平衡下的無功功率平衡u 系統無功電源不足，運行電壓水平偏低系統無功電源不足，運行電壓水平偏低u 系統無功電源過剩，運行電壓水平偏高系統無功電源過剩，運行電壓水平偏高u 節點電壓有效值的大小對于無功功率分布起節點電壓有效值的大小對于無功功率分布起決定作用決定作用12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡1. 無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系p 無功功率平衡與電壓水平的關系無功功率平衡與電壓水平的關系-Ex12-240X PjQ1V2VLDLDPjQ222122VVVQPXX221LDLD000115kV, 40MW, 110MMV

8、VPQQQVQV22已知：；（1）若=20var，試根據無功功率平衡條件確定 ；（2）若=30var，試確定22LD0110VQQMvarQkVV3025201510102104106108110LD-1( )QVLD-2( )QV( )Q VV2/kV103104105106107Q/Mvar28.1925.9123.5921.2118.79QLD-117.5417.8818.2218.5718.92QLD-226.3026.8227.3327.8628.3912.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡2. 無功功率無功功率平衡平衡p 無功功率平衡的基本概念無功功率平衡的基本概念u

9、 系統無功電源容量大于無功負荷與無系統無功電源容量大于無功負荷與無功損耗之和，具有備用容量功損耗之和，具有備用容量GCLDLresQQQQu 無功電源總出力包括發電機無功功率無功電源總出力包括發電機無功功率和各種無功補償設備的無功功率和各種無功補償設備的無功功率GCGCQQQ 發電機無功功率按額定功率因數計算發電機無功功率按額定功率因數計算u 無功損耗包括包括變壓器的無功損無功損耗包括包括變壓器的無功損耗、線路電抗的無功損耗和線路電耗、線路電抗的無功損耗和線路電納的無功功率納的無功功率LLTLBQQQQcos0.9u 無功負荷按照負荷有功功率和功率無功負荷按照負荷有功功率和功率因數計算因數計算

10、35kV及以上工業負荷：及以上工業負荷：其它負荷：其它負荷： cos0.8512.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡2. 無功功率無功功率平衡平衡p 無功功率平衡的基本要求無功功率平衡的基本要求u 無功電源的無功輸出應能滿足系統負荷和網絡損耗在額定電壓下對無功功無功電源的無功輸出應能滿足系統負荷和網絡損耗在額定電壓下對無功功率的需求率的需求u 系統還必須配置一定的無功備用容量系統還必須配置一定的無功備用容量u 盡量盡量避免無功大容量遠距離傳送避免無功大容量遠距離傳送，應該，應該分地區、分電壓級、就地進行無功分地區、分電壓級、就地進行無功功率平衡功率平衡。“調余補缺調余補缺”對于無

11、功功率不適宜。對于無功功率不適宜。u 一般情況下按照正常最大和最小負荷的運行方式計算無功平衡，必要時還一般情況下按照正常最大和最小負荷的運行方式計算無功平衡，必要時還應校驗某些設備檢修時或故障后運行方式下的無功功率平衡應校驗某些設備檢修時或故障后運行方式下的無功功率平衡 222LPQPRVPRQXVV12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡2. 無功功率無功功率平衡平衡p 無功功率平衡的實現無功功率平衡的實現u 無功平衡是一個比有功平衡更復雜的問題。無功平衡是一個比有功平衡更復雜的問題。 一方面，不僅要考慮總的無一方面，不僅要考慮總的無功功率平衡還要考慮分地區的無功平衡，還要計及

12、超高壓線路充電功率、功功率平衡還要考慮分地區的無功平衡，還要計及超高壓線路充電功率、網損、線路改造、投運、新變壓器投運及大用戶等各種對無功平衡有影響網損、線路改造、投運、新變壓器投運及大用戶等各種對無功平衡有影響的因素的因素u 一般無功功率按照就地平衡的原則進行補償容量的分配。小容量的、分散一般無功功率按照就地平衡的原則進行補償容量的分配。小容量的、分散的無功補償可采用靜電電容器；大容量的配置在系統中樞點的無功補償的無功補償可采用靜電電容器；大容量的配置在系統中樞點的無功補償 則宜采用同步調相機或則宜采用同步調相機或SVC 超高壓線路并聯高壓電抗：超高壓線路并聯高壓電抗：90%QB 變電站低容

13、低抗、配電網電容補償變電站低容低抗、配電網電容補償12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡3. 無功功率負荷無功功率負荷（1）異步電動機：）異步電動機：是電力系統主要的無功負荷是電力系統主要的無功負荷u 等值電路等值電路u 因為異步電動機在電力系統負荷（特別是無功負荷）中占比因為異步電動機在電力系統負荷（特別是無功負荷）中占比重很大，重很大，系統無功負荷的電壓特性主要由異步電動機決定系統無功負荷的電壓特性主要由異步電動機決定mjXjXRsIIV22MmmVQQQI XXu 異步電動機的無功功率和有功功率異步電動機的無功功率和有功功率u 異步電動機的無功電壓特性異步電動機的無功電壓

14、特性受載系數受載系數負載不變負載不變電壓降低電壓降低無功損耗無功損耗反而升高反而升高2M(1)I RPssMNPP受飽和影響，受飽和影響，勵磁功率稍高勵磁功率稍高于二次曲線于二次曲線12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡3. 無功功率負荷無功功率負荷（2）變壓器的無功損耗）變壓器的無功損耗TjBTTRjXITG1V2V22LT0TTT220SNNN% 100100SQQQV BXVIVSVSSV u 變壓器的無功損耗變壓器的無功損耗u 變壓器等值電路變壓器等值電路（3）輸電線路的無功損耗）輸電線路的無功損耗22221122L221222B122PQPQQXXVVBQVV u 輸

15、電線路的無功消耗輸電線路的無功消耗u 輸電線路等值電路輸電線路等值電路2BjLLRjX1V2V11PjQ22PjQ2Bj35kV線線路充電路充電功率很功率很小，線小，線路消耗路消耗無功功無功功率；率；110kV及以上及以上線路輕線路輕載時為載時為無功電無功電源，重源，重載時消載時消耗無功耗無功功率。功率。12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源p 發電機發電機p 同步調相機同步調相機p 靜電電容器靜電電容器 p 靜止無功補償器靜止無功補償器 p 靜止無功發生器靜止無功發生器 12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率

16、電源（1） 發電機發電機P-Q極限極限djXNIENV_sincosdNNGNdNNGNABX IQADX IP受額定勵磁電流（受額定勵磁電流（空載電勢空載電勢）限制，）限制，以以O點為圓心，點為圓心，OC為半徑為半徑進相運行的進相運行的靜態穩定約靜態穩定約束束和定子繞和定子繞組端部溫升組端部溫升受定子額定電流（受定子額定電流（額定視在功率額定視在功率）限）限制，以制，以A點為圓心點為圓心，AC為半徑為半徑u OC空載電勢空載電勢 Eu OA機端電壓機端電壓 VNu AC發電機電抗發電機電抗壓降，正比于視在壓降，正比于視在功率；功率；u AD正比于機端正比于機端有功功率有功功率u AB正比于機

17、端正比于機端無功功率無功功率u DC原動機輸入原動機輸入功率（功率（額定有功功額定有功功率率）約束）約束討論發電機在非額定功率因數討論發電機在非額定功率因數下的無功功率：下的無功功率：隱極機聯接在隱極機聯接在恒壓母線上恒壓母線上 sinGNGNNGNNQSP tgu 額定狀態下：額定狀態下：12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源n 旋轉元件，運行維護復雜；旋轉元件，運行維護復雜；n 有功損耗較大，滿負荷時約為額定容量的有功損耗較大，滿負荷時約為額定容量的1.5%5%，容量越小，比例越大；，容量越小，比例越大；n 小容量機組投資費用高（每小容量機組投資

18、費用高（每kVA），僅利于集中大容量使用；），僅利于集中大容量使用；n 響應速度較慢，難以適應動態無功控制的要求；響應速度較慢，難以適應動態無功控制的要求；n 20世紀世紀70年代后，逐漸為靜止無功補償器取代。年代后，逐漸為靜止無功補償器取代。djXIEVEVIdjX IVEIdjX I（2）同步調相機）同步調相機u 過勵磁運行過勵磁運行，向電網輸出感性無功功率；，向電網輸出感性無功功率；u 欠勵磁運行欠勵磁運行，從電網吸收感性無功功率；，從電網吸收感性無功功率；u 欠勵磁最大容量為過勵磁容量的欠勵磁最大容量為過勵磁容量的50%65%；u 可實現無功電壓連續調節；可實現無功電壓連續調節；u 具

19、有強勵功能，有利于在系統故障時提高穩定性。具有強勵功能，有利于在系統故障時提高穩定性。12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源（3）靜電電容器）靜電電容器u 輸出無功與節點電壓平方成正比，輸出無功與節點電壓平方成正比，無功功率調節性能較差無功功率調節性能較差（V，Q）；）；u 裝設容量可大可小，既可集中安裝，亦可分散安裝；裝設容量可大可小，既可集中安裝，亦可分散安裝；u 單位容量投資費用較小，與總容量無關；單位容量投資費用較小，與總容量無關；u 運行損耗小，約為額定容量的運行損耗小，約為額定容量的 0.3%0.5%；u 無旋轉元件，運行維護方便；無旋轉

20、元件，運行維護方便；u 可根據負荷變化，分組投切電容器，實現補償功率的分級調節（不連續）；可根據負荷變化，分組投切電容器，實現補償功率的分級調節（不連續）；u 是目前電網中廣泛采用的無功補償技術是目前電網中廣泛采用的無功補償技術；u 工程上遇到由于諧波引起的電容器損壞事故較為突出，值得關注。工程上遇到由于諧波引起的電容器損壞事故較為突出，值得關注。12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源（4）靜止無功補償器）靜止無功補償器 SVC（Static Var Compensator）: 由靜電電容器與電抗器由靜電電容器與電抗器并聯組成，并聯組成，可平滑地改變

21、可平滑地改變 輸出或吸收的輸出或吸收的 Q，1970以來以來SVC在國外已被大量采在國外已被大量采用，在我國電力系統中用，在我國電力系統中1990以來也逐步得到了廣泛應用以來也逐步得到了廣泛應用p 靜止無功補償器靜止無功補償器飽和電抗器型靜止補償器飽和電抗器型靜止補償器電容電容CS：V-I 特特性斜率調整；性斜率調整；u飽和電抗器飽和電抗器12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源p 靜止無功補償器靜止無功補償器晶閘管控制電抗器型靜止補償器晶閘管控制電抗器型靜止補償器uTCR 支路正負支路正負半周內部分導通半周內部分導通u等值電感可連等值電感可連續調節續

22、調節u有諧波有諧波12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源p 靜止無功補償器靜止無功補償器晶閘管投切電容器型靜止補償器晶閘管投切電容器型靜止補償器uTSC：整周：整周波投切，不產波投切，不產生諧波生諧波u分級調節分級調節u快速響應快速響應12.1 電力系統的無功功率平衡電力系統的無功功率平衡4.無功功率電源無功功率電源（5）靜止無功發生器）靜止無功發生器 SVG（Static Var Generator），又稱為：，又稱為：STATCOM（靜（靜止同步補償器）、止同步補償器）、STATCON（靜止調相機）（靜止調相機）djXIAVSVAVSVIdjX

23、ISVAVIdjX Iu 與與SVC相比，響應速度更快，運行范相比，響應速度更快，運行范圍更寬，諧波電流含量更少圍更寬，諧波電流含量更少u 電壓較低時仍可向系統注入較大的無電壓較低時仍可向系統注入較大的無功電流功電流u 儲能電容的容量遠小于裝置無功容量儲能電容的容量遠小于裝置無功容量12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念p 電壓偏移過大的危害電壓偏移過大的危害u 電壓偏低電壓偏低對系統和用戶的影響對系統和用戶的影響 電動機輸出轉矩降低或定子電流電動機輸出轉矩降低或定子電流增大，失速甚至停轉；增大，失速甚至停轉； 電熱設備生產效率降低電熱設備生產效率降低 照明光線不足，影響人的視力照明光

24、線不足，影響人的視力 網絡功率和能量損耗增加網絡功率和能量損耗增加 降低系統運行的穩定性降低系統運行的穩定性u 電壓偏高電壓偏高對系統和用戶的影響對系統和用戶的影響 電氣設備絕緣受損，壽命縮短電氣設備絕緣受損，壽命縮短 超高壓網絡電暈損耗超高壓網絡電暈損耗p 允許電壓偏移允許電壓偏移u 35kV及以上供電電壓：正、負偏移的及以上供電電壓：正、負偏移的絕對值之和不超過絕對值之和不超過10%VN；上下偏移上下偏移同號時，按較大偏移絕對值衡量同號時，按較大偏移絕對值衡量u 10kV及以下三相供電電壓：及以下三相供電電壓：7%VNu 220V單相供電電壓（低壓照明）：單相供電電壓（低壓照明）： +7%

25、 -10%VNu 農村電網：農村電網： +15% -10%VN （+10% -15%VN）12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念p 中樞點的電壓管理中樞點的電壓管理u 中樞點：中樞點：電力系統中重要的供電點（電壓支撐點）。電力系統中負荷點數電力系統中重要的供電點（電壓支撐點）。電力系統中負荷點數目眾多又很分散，有必要選擇一些有代表性的節點，這些點的電壓質量符目眾多又很分散，有必要選擇一些有代表性的節點，這些點的電壓質量符合要求，其它各點的電壓質量也能基本滿足要求合要求，其它各點的電壓質量也能基本滿足要求 區域性水、火電廠高壓母線區域性水、火電廠高壓母線 樞紐變電所的二次母線樞紐變電所的

26、二次母線 有大量地方負荷的發電機電壓母線有大量地方負荷的發電機電壓母線u 中樞點電壓允許變化范圍確定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兩個負荷點供電 中樞點向多個負荷點供電中樞點向多個負荷點供電 如果中樞點是發電機母線如果中樞點是發電機母線 在任何時候，各個負荷點所要求的中樞點允許變化范圍應有公共部分在任何時候，各個負荷點所要求的中樞點允許變化范圍應有公共部分 p 中樞點電壓允許變化范圍確定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兩個負荷點供電 12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念OAASBBSVA：(0.951.05)VN時間時間VOAVO

27、A080.040.991.098240.11.051.15VB：(0.951.05)VN時間時間VOBVOB0160.010.961.068240.030.981.08N0.01VN0.03VN0.1VN0.04VVAVBV081624/ t h中樞點中樞點允許變化范圍允許變化范圍對中樞點電壓變化范圍的要求對中樞點電壓變化范圍的要求081624/ t hminASmaxASminBSmaxBSS081624/ t h0.960.991.061.090.981.051.081.15NV V1%7%12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念p 中樞點電壓允許變化范圍確定中樞點電壓允許變化范圍確

28、定中樞點向兩個負荷點供電中樞點向兩個負荷點供電 OAASBBSVA：(0.951.05)VN時間時間VOAVOA080.040.991.098240.11.051.15VB：(0.951.05)VN時間時間VOBVOB0160.010.961.068240.030.981.08中樞點中樞點允許變化范圍允許變化范圍對中樞點電壓變化范圍的要求對中樞點電壓變化范圍的要求u A、B兩點的電壓有兩點的電壓有10的的允許允許變化范圍變化范圍u 兩處負荷大小和變化規兩處負荷大小和變化規律不同律不同u 兩段線路的電壓損耗值兩段線路的電壓損耗值及變化規律亦不相同及變化規律亦不相同u 為同時滿足兩負荷點的為同時滿

29、足兩負荷點的電壓要求，中樞點電壓電壓要求，中樞點電壓的允許變化范圍大大縮的允許變化范圍大大縮小小：最大最大7，最小僅，最小僅1081624/ t h0.960.991.061.090.981.051.081.15NV V1%7%12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念p 中樞點電壓允許變化范圍確定中樞點電壓允許變化范圍確定中樞點向多個負荷點供電中樞點向多個負荷點供電 u 一般選擇電壓最高點和電壓最低點來確定中樞點電壓。一般選擇電壓最高點和電壓最低點來確定中樞點電壓。u 地區負荷最大時，電壓最低的負荷點的允許電壓下限電壓損耗作為中地區負荷最大時，電壓最低的負荷點的允許電壓下限電壓損耗作為中

30、樞點的最低電壓；樞點的最低電壓；u 地區負荷最小時，電壓最高的負荷點的允許電壓上限電壓損耗作為中地區負荷最小時，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。樞點的最高電壓。p 中樞點電壓允許變化范圍確定中樞點電壓允許變化范圍確定中樞點為發電機母線中樞點為發電機母線 u 除了上述要求外，還應受廠用電設備和發電機的最高允許電壓、保持系除了上述要求外，還應受廠用電設備和發電機的最高允許電壓、保持系統穩定的最低允許電壓的限制。統穩定的最低允許電壓的限制。p 中樞點電壓允許變化范圍確定中樞點電壓允許變化范圍確定各負荷點所要求的中樞點電壓允許變化范各負荷點所要求的中樞點電壓允許變化范圍應有

31、公共部分。若不行，則需要采取附加措施，如在負荷點裝設調壓設圍應有公共部分。若不行，則需要采取附加措施，如在負荷點裝設調壓設備。備。12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念p 中樞點的電壓管理中樞點的電壓管理調壓方式調壓方式u 逆調壓逆調壓供電線路較長、負荷變動較大的樞紐變電站供電線路較長、負荷變動較大的樞紐變電站 大負荷時，線路電壓損耗大，提高中樞點電壓，使負荷點電壓不至太低；大負荷時，線路電壓損耗大，提高中樞點電壓，使負荷點電壓不至太低； 小負荷時，線路電壓損耗小，降低中樞點電壓，使負荷點電壓不至太高小負荷時，線路電壓損耗小，降低中樞點電壓，使負荷點電壓不至太高； 考慮發電機電壓一定，

32、大負荷時中樞點電壓會低一些，小負荷時則高一些，考慮發電機電壓一定，大負荷時中樞點電壓會低一些，小負荷時則高一些，這種電壓的自然變化規律與逆調壓的要求相反，因此，逆調壓要求較高，實這種電壓的自然變化規律與逆調壓的要求相反，因此，逆調壓要求較高，實現的難度較大。現的難度較大。 Smax: 1.05VN Smin: 1.0VN G110kV310kV380V有載調壓變壓器有載調壓變壓器12.2 電壓調整的基本概念電壓調整的基本概念p 中樞點的電壓管理中樞點的電壓管理調壓方式調壓方式u 順調壓順調壓供電距離較近，負荷變動較小的樞紐變電站供電距離較近，負荷變動較小的樞紐變電站 大負荷時，允許中樞點電壓低

33、一些，但不低于線路額定電壓的大負荷時，允許中樞點電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5%； 小負荷時，允許中樞點電壓高一些，但不高于線路額定電壓的小負荷時，允許中樞點電壓高一些，但不高于線路額定電壓的107.5%。u 恒調壓恒調壓 任何情況下，維持中樞點電壓大約恒定，一般較線路額定電壓高任何情況下，維持中樞點電壓大約恒定，一般較線路額定電壓高2%5%。 Smax: 1.02VN Smin: 1.075VNG110kV310kV380V1.02VN 1.05VN12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施p 電壓調整的基本原理電壓調整的基本原理u 調節勵磁電流改變調節勵磁電流改變 V

34、Gu 適當選擇變壓器變比適當選擇變壓器變比 ku 改變線路參數改變線路參數u 改變無功功率分布改變無功功率分布1:k1VGk2:1VbGR+jXP+jQ1212bGGPRQXVV kVkV kkVp 電壓調整的措施電壓調整的措施u 發電機調壓發電機調壓u 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓u 無功補償調壓無功補償調壓 采用靜電電容器采用靜電電容器 采用同步調相機采用同步調相機u 串聯電容器補償調壓串聯電容器補償調壓4%2%G4%2%3%1%10%5%8%3%6%2%110kV310kV380Vu 多級變壓供電系統的電壓損耗分布與多級變壓供電系統的電壓損耗分布與發電機調壓發電機調壓 機端電壓允

35、許偏移：機端電壓允許偏移：5%VGN，可采用逆調壓，可采用逆調壓 復雜電力系統中，發電機調壓一般作為輔助性調壓措施復雜電力系統中，發電機調壓一般作為輔助性調壓措施35%15%12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓改變變壓器變比可以升高或降低次級繞組的電壓。改變變改變變壓器變比可以升高或降低次級繞組的電壓。改變變壓器的變比調壓實際上就是根據調壓要求適當選擇分接頭壓器的變比調壓實際上就是根據調壓要求適當選擇分接頭n 降壓變壓器分接頭的選擇降壓變壓器分接頭的選擇n 升壓變壓器分接頭的選擇升壓變壓器分接頭的選擇p 調壓分接頭在高壓繞組（雙卷變），高壓

36、調壓分接頭在高壓繞組（雙卷變），高壓/中壓繞組（三卷變）中壓繞組（三卷變）p 對應額定電壓的分接頭為主接頭對應額定電壓的分接頭為主接頭p 6300 kVA及以下及以下 3個分接頭個分接頭 0.5% 8000 kVA及以上及以上 5個分接頭個分接頭 22.5%12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施2121121;tTTTTTNVVVVVPRQXVVVVVku 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓 降壓變壓器分接頭選擇降壓變壓器分接頭選擇1 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVV

37、VV 根據計算得到的分接頭電壓選擇最接近的變壓器分接頭根據計算得到的分接頭電壓選擇最接近的變壓器分接頭 驗算實際電壓是否滿足要求驗算實際電壓是否滿足要求V1RT+jXTP+jQV221tNkV Vk:11 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVVVV12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓 升壓變壓器分接頭選擇升壓變壓器分接頭選擇 根據計算得到的分接頭電壓選擇最接近的變壓器分接頭根據計算得到的分接頭電壓選擇最接近的變壓器分接頭 驗算實際電壓

38、是否滿足要求驗算實際電壓是否滿足要求V2RT+jXTP+jQV112NtVV1:kG2121121;tTTTTTNVVVVVPRQXVVVVVk12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施2121121;tTTTTTNVVVVVPRQXVVVVVku 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓 降壓變壓器分接頭選擇降壓變壓器分接頭選擇1 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVVVVV1RT+jXTP+jQV221tNkVV 升壓變壓器分接頭選擇升壓變壓器分接頭選擇2121121;tTTTT

39、TNVVVVVPRQXVVVVVk1 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVVVVk:1V2RT+jXTP+jQV112NtVV1:kG 根據計算得到的分接頭電壓選擇最接近的變壓器分接頭根據計算得到的分接頭電壓選擇最接近的變壓器分接頭 驗算實際電壓是否滿足要求驗算實際電壓是否滿足要求12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施1 max1 min16.31105.7109.56.31132.34105.6109.5 1056.6107.55206.6tttVkVVkVkVVkVu 改

40、變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓 Ex 12-3 （降壓變）（降壓變） Ex 12-4（升壓變）（升壓變）1 max1 min16.31207.825134.216 122.0156.31144.579124.508 113.189122.015 124.508123.26.0 6.66226.0 6.6tttVkVVkVkVVkV1 max1 min16.31105.7109.5 99.66.31132.34116.2 105.6109.4 105.66.0 6.66107.52.0 6.6tttVkVVkVkVVkV順調壓順調壓逆調壓逆調壓（發電機）（發電機）12.3 電壓調整的原理和措

41、施電壓調整的原理和措施u 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓 采用固定分接頭的變壓器調壓，電壓損耗不會改變，負荷變化時次級電壓采用固定分接頭的變壓器調壓，電壓損耗不會改變，負荷變化時次級電壓變化幅度也不會改變變化幅度也不會改變 如果電壓損耗超過分接頭可調整范圍（如果電壓損耗超過分接頭可調整范圍（5%），或者調壓要求與實際的），或者調壓要求與實際的相反（如逆調壓），采用普通變壓器的分接頭調整將無法滿足調壓要求相反（如逆調壓），采用普通變壓器的分接頭調整將無法滿足調壓要求 采用采用有載調壓方式有載調壓方式，可根據負荷狀態確定合適分接頭，從而縮小次級電壓，可根據負荷狀態確定合適分接頭，從而縮小次級

42、電壓變化幅度，甚至改變電壓變化趨勢變化幅度，甚至改變電壓變化趨勢 可用于有載調壓的有：有載調壓變壓器和加壓調壓變壓器可用于有載調壓的有：有載調壓變壓器和加壓調壓變壓器l 有載調壓變壓器：可帶負載調節分接頭，分接頭調節范圍比較大有載調壓變壓器：可帶負載調節分接頭，分接頭調節范圍比較大l 加壓調壓變壓器：與主變壓器配合使用，相當于有載調壓變壓器加壓調壓變壓器：與主變壓器配合使用，相當于有載調壓變壓器系統無功不足時，不宜采用改變變壓器變比系統無功不足時，不宜采用改變變壓器變比 K 調壓的方法。調壓的方法。V1k:1V2=V2cR+jXP+jQjQC2cV12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和

43、措施122PRQXVVVu 利用無功補償調壓利用無功補償調壓V1V2R+jXP+jQ22222cCccVPRQXPRQXQVVXVV2222ccVkVVkV 2222222222ccCccccVkVQVVkVVXXk VVVXku 補償容量與調壓要求和補償容量與調壓要求和變壓器變比選擇均有關變壓器變比選擇均有關u 變比變比 k 選取原則：滿足選取原則：滿足調壓要求的前提下，使調壓要求的前提下，使得無功補償容量最小得無功補償容量最小u 低壓配電線路和電纜線路，低壓配電線路和電纜線路，RX，PR/V占占電壓損耗較大，無功補償調壓效果一般；電壓損耗較大，無功補償調壓效果一般；V1k:1V2R+jXP

44、+jQ2V122CccPRQQXVVV12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 利用無功補償調壓利用無功補償調壓靜電電容器靜電電容器 最小負荷時，無電容器補償，確最小負荷時，無電容器補償，確定變壓器分接頭位置；定變壓器分接頭位置； 最大負荷時，全部電容器投入，最大負荷時，全部電容器投入，按調壓要求確定補償容量按調壓要求確定補償容量22 max2max2 maxcCcVVQVkXk22min2min2min22minNtNtV VVVV VVV12tNVkV22 max2max2 max22 min2min2 mincCccCcVVQVkXkVVQVkXk2 max2max2 min

45、2min222 max2 minccccVVVVkVVu利用無功補償調壓利用無功補償調壓同步調相機同步調相機最小負荷時，調相機按最小負荷時，調相機按(0.50.65)額定容量欠勵磁運行；額定容量欠勵磁運行；最大負荷時，調相機按額定容量過最大負荷時，調相機按額定容量過勵磁運行勵磁運行V1k:1V2=V2cR+jXP+jQjQC2cVV1k:1V2R+jXP+jQ2V按計算的按計算的 k 選擇分接頭，再選擇分接頭，再計算實際的計算實際的 k ，然后計算實，然后計算實際的調相機容量際的調相機容量 QC 。 12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 線路串聯電容補償調壓線路串聯電容補償調壓

46、111PRQ XVV1111CCCCQ XVVVVVVXQ11CCVVQ XV：線路末端電壓需提高的數值l 串聯電容器提升末端電壓：串聯電容器提升末端電壓：QX/V 隨無功負荷增大而增大，與調壓要求一致隨無功負荷增大而增大，與調壓要求一致l 功率因數高或功率因數高或 R 大的線路，由于電壓損耗中大的線路，由于電壓損耗中QX/V分量小，調壓效果不明顯分量小，調壓效果不明顯111()CCPRQ XXVV12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 線路串聯電容補償調壓線路串聯電容補償調壓111111()CCPRQ XXPRQ XVVVV 1111CCCCQ XVVVVVVXQl 確定串聯電

47、容器臺數及總容量確定串聯電容器臺數及總容量nmICmaxmax33NCCNCCCCNCNCNCmIInVIXQmnQmnVI12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 線路串聯電容補償調壓線路串聯電容補償調壓7 106 103.7135VkVkV 11353.71 29.986CCVVVXQ 35332CVkVkVEx 12-6 一條一條 35kV 的線路，的線路，R+jX=(10+j10)，輸送功率，輸送功率 P+jQ=(7+j6)MVA，線路首端電壓為，線路首端電壓為35kV，欲使線路末端電壓不低于，欲使線路末端電壓不低于33kV，求串聯補償容量。，求串聯補償容量。7 10610

48、353323510 CCCXVkVkVkVX 12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 線路串聯電容補償調壓線路串聯電容補償調壓l 電壓減少百分比電壓減少百分比 V % l 補償度：補償度：l 串聯補償安裝的位置：串聯補償安裝的位置：單負荷單負荷時，安裝于末端：避免始端的電壓過時，安裝于末端：避免始端的電壓過高和大短路電流；高和大短路電流； 多負荷多負荷時，安裝于時，安裝于1/2電壓降落處電壓降落處%1001001001CCCVVQXVVPRXXRQPX QXCCLXkXKC 1, 過補償過補償KC =1, 全補償全補償 KC 越大，改善電壓質量的效果越好越大，改善電壓質量的效果越

49、好 功率因數越小，功率因數越小，Q 越大，調壓效果越好越大，調壓效果越好 線路線路 R/X 越小，調壓效果越好越小，調壓效果越好 12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 按調壓要求選擇導線截面調壓按調壓要求選擇導線截面調壓l 適用：低壓電力網，適用：低壓電力網，V 中中 PR/X 分量較大分量較大l 單負荷時：單負荷時：l 對于給定電壓等級，單位長度電抗值隨導線截面變化的變化不大對于給定電壓等級，單位長度電抗值隨導線截面變化的變化不大 610kV，x=0.36/km 0.38kV，x=0.33/km()RXNNRXNNNPRQXVVVVVPVVVV sPsQXVVV 單位：單位：

50、s：mm2：mm2/kml：km12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施u 按調壓要求選擇導線截面調壓按調壓要求選擇導線截面調壓l 適用：低壓電力網，適用：低壓電力網，V 中中 PR/X 分量較大分量較大l 多負荷時：多負荷時：l 討論：全線等面積，等電流密度，金屬消耗量最小。討論：全線等面積，等電流密度，金屬消耗量最小。111()()nmmmmmRXNnmmmRXNnm mnNXP RQ XVVVVlPsVVVVP lsVVV 12.3 電壓調整的原理和措施電壓調整的原理和措施p 各種調壓措施的簡要述評各種調壓措施的簡要述評u 發電機調壓不需增加費用，是發電機直接供電的小系統的主要

51、調壓手段；發電機調壓不需增加費用，是發電機直接供電的小系統的主要調壓手段；u 多機系統中，調節任一臺發電機勵磁電流，會引起發電機間無功功率重新多機系統中，調節任一臺發電機勵磁電流，會引起發電機間無功功率重新分配，應根據發電機與系統連接方式和承擔有功功率情況，合理確定調壓分配，應根據發電機與系統連接方式和承擔有功功率情況，合理確定調壓整定值；整定值；u 系統無功電源充足時，可通過改變變壓器變比進行調壓，電壓變化幅度較系統無功電源充足時，可通過改變變壓器變比進行調壓，電壓變化幅度較大或要求逆調壓時，宜采用變壓器有載調壓方式；大或要求逆調壓時，宜采用變壓器有載調壓方式；u 系統無功不足時，不宜采用改變變壓器變比的方式調壓；系統無功不足時，不宜采用改變變壓器變比的方式調壓；u 并聯電容器和串聯電容器補償的作用在于減少電壓損耗的并聯電容器和串聯電容器補償的作用在于減少電壓損耗的QX/V分量；只有分量；只有該分量占比重較大時，調壓效果才明顯；該分量占比重較大時，調壓效果