穩(wěn)態(tài)分析6(1)

1、第六章第六章 電力系統(tǒng)的無功功率電力系統(tǒng)的無功功率 平衡和電壓調(diào)整平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)分析電力系統(tǒng)分析22021-12-9第六章第六章 電力系統(tǒng)的無功功率電力系統(tǒng)的無功功率 平衡和電壓調(diào)整平衡和電壓調(diào)整n6.1 n6.2 無功功率的最優(yōu)分布n 6.3電力系統(tǒng)的電壓管理-1n6.3電力系統(tǒng)的電壓管理-232021-12-96.1 電力系統(tǒng)中無功功率的平衡電力系統(tǒng)中無功功率的平衡 一、無功功率負(fù)荷和無功功率損耗一、無功功率負(fù)荷和無功功率損耗n無功功率損耗：無功功率損耗：變壓器的無功損耗：變壓器的無功損耗：NyTSIQ100%022100%NNkzTSSSUQn無功功率負(fù)荷：主要是異步電動機(jī)無功功

2、率負(fù)荷：主要是異步電動機(jī)RTjXTU1N.-jBTGT42021-12-9 由此可見，系統(tǒng)中變壓器的無功功率損耗占相當(dāng)大由此可見，系統(tǒng)中變壓器的無功功率損耗占相當(dāng)大比例，較有功功率損耗大得多。比例，較有功功率損耗大得多。以一個五級變壓的網(wǎng)絡(luò)為例：以一個五級變壓的網(wǎng)絡(luò)為例：52021-12-9串聯(lián)電抗中的損耗：與負(fù)荷電流的平方成正比，串聯(lián)電抗中的損耗：與負(fù)荷電流的平方成正比，呈感性。呈感性。輸電線路的無功損耗輸電線路的無功損耗并聯(lián)電納中的無功損耗：又稱并聯(lián)電納中的無功損耗：又稱充電功率充電功率，與線路電，與線路電壓的平方成正比，呈容性。壓的平方成正比，呈容性。RjXU1.2Bj2ylQ U2.2

3、Bj2ylQ XIQZ2 22212UUBQyl 222122UUBXIQl 62021-12-9DB1. 同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī) 二、無功功率電源二、無功功率電源72021-12-9CQdjxqEUCQUddqCxUxUEQ2 。吸吸收收感感性性無無功功，欠欠激激時時，；發(fā)發(fā)出出感感性性無無功功，過過激激時時，NLNCCNCQQQQQ2100 2. 同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是只能發(fā)出無功功率的發(fā)電機(jī)。同步調(diào)相機(jī)實(shí)質(zhì)上是只能發(fā)出無功功率的發(fā)電機(jī)。 82021-12-9說明：說明：裝有自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的調(diào)相機(jī)可以平滑調(diào)裝有自動調(diào)節(jié)勵磁裝置的調(diào)相機(jī)可以平滑調(diào)節(jié)無功功率的大小和方向來維持系

4、統(tǒng)的電壓，但由節(jié)無功功率的大小和方向來維持系統(tǒng)的電壓，但由于它的有功損耗損耗大（約為額定容量的于它的有功損耗損耗大（約為額定容量的1.55%），），響應(yīng)速度較慢，投資大，維護(hù)量大，現(xiàn)已逐漸被靜響應(yīng)速度較慢，投資大，維護(hù)量大，現(xiàn)已逐漸被靜止無功補(bǔ)償裝置所取代。止無功補(bǔ)償裝置所取代。92021-12-93. 并聯(lián)電容器（靜電電容器）并聯(lián)電容器（靜電電容器） CCXUQ2 當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障電壓下將時，電容器無功輸出的減當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障電壓下將時，電容器無功輸出的減少將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降。因此，電容器的無功功率調(diào)少將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降。因此，電容器的無功功率調(diào)節(jié)性能比較差。節(jié)性能比較差。 優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：運(yùn)行方式

5、靈活運(yùn)行方式靈活 （既可集中使用，又可分散安裝），單（既可集中使用，又可分散安裝），單位容量投資較少，維護(hù)檢修方便，有功功率損耗?。s為額位容量投資較少，維護(hù)檢修方便，有功功率損耗小（約為額定容量的定容量的0.30.5%）。）。CQCU102021-12-94. 靜止無功補(bǔ)償器（靜止無功補(bǔ)償器（SVC）和靜止調(diào)相機(jī)）和靜止調(diào)相機(jī)n靜止補(bǔ)償器的全稱為靜止無功功率補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器的全稱為靜止無功功率補(bǔ)償器(SVC)，有各種不同，有各種不同型式。型式。n目前常用的有：目前常用的有： 晶閘管控制電抗器型晶閘管控制電抗器型(TCR型型)、 晶閘管開關(guān)電容器型晶閘管開關(guān)電容器型(TSC型型) 、 飽和電抗

6、器型飽和電抗器型(SR型型) 112021-12-9CILIIUIUUI又又可可吸吸收收無無功功）既既可可發(fā)發(fā)無無功功，(LCLCIIILjUIUCjI UCnjI 飽飽和和電電抗抗器器122021-12-9優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：能能快速調(diào)節(jié)快速調(diào)節(jié)無功功率以適應(yīng)動態(tài)無功補(bǔ)償；無功功率以適應(yīng)動態(tài)無功補(bǔ)償； 調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)連續(xù)平滑連續(xù)平滑，對系統(tǒng)不會引起大的波動；，對系統(tǒng)不會引起大的波動； 濾波電路可以消除高次諧波對負(fù)荷的干擾；濾波電路可以消除高次諧波對負(fù)荷的干擾； 運(yùn)行維護(hù)方便，功率損耗小運(yùn)行維護(hù)方便，功率損耗?。?對不平衡的負(fù)荷變動有較高的補(bǔ)償能力，可以對不平衡的負(fù)荷變動有較高的補(bǔ)償能力，可以做到分相補(bǔ)償；

7、做到分相補(bǔ)償； 對沖擊性負(fù)荷的適應(yīng)性較強(qiáng)。對沖擊性負(fù)荷的適應(yīng)性較強(qiáng)。132021-12-9142021-12-9 三、無功功率平衡三、無功功率平衡QQQLGC電源供應(yīng)的無功功率之電源供應(yīng)的無功功率之和，它包括發(fā)電機(jī)的無和，它包括發(fā)電機(jī)的無功功率和各種無功補(bǔ)償功功率和各種無功補(bǔ)償設(shè)備供給的無功功率設(shè)備供給的無功功率負(fù)荷消耗的無功負(fù)荷消耗的無功功率之和，可按功率之和，可按負(fù)荷的有功功率負(fù)荷的有功功率和功率因數(shù)計(jì)算和功率因數(shù)計(jì)算網(wǎng)絡(luò)無功功率損耗之網(wǎng)絡(luò)無功功率損耗之和，它包括變壓器、和，它包括變壓器、線路電抗和線路電納線路電抗和線路電納中的無功功率損耗中的無功功率損耗無功功率平衡計(jì)算的前提是系統(tǒng)的電壓

8、水平正常。無功功率平衡計(jì)算的前提是系統(tǒng)的電壓水平正常。如如果不能在正常電壓水平下保證無功功率平衡，系統(tǒng)的電果不能在正常電壓水平下保證無功功率平衡，系統(tǒng)的電壓質(zhì)量就不能保證。壓質(zhì)量就不能保證。和有功功率一樣，系統(tǒng)中的無功功率也應(yīng)有一定的備和有功功率一樣，系統(tǒng)中的無功功率也應(yīng)有一定的備用容量，否則，當(dāng)負(fù)荷增大時，電壓質(zhì)量將無法保證。用容量，否則，當(dāng)負(fù)荷增大時，電壓質(zhì)量將無法保證。幾點(diǎn)說明：幾點(diǎn)說明：152021-12-9GCNQGCQLQQQUUNU無功功率靜態(tài)電壓特性無功功率靜態(tài)電壓特性162021-12-9一一. .無功功率電源的最優(yōu)分布無功功率電源的最優(yōu)分布6 62 2 電力系統(tǒng)中無功功率的

9、最優(yōu)分布電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布1.1.等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則目的：降低網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗目的：降低網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗目標(biāo)函數(shù)：目標(biāo)函數(shù)：),(21GnGGQQQPP 等約束條件：等約束條件：011 QQQniLiniGi不等式約束條件：不等式約束條件：maxminmaxminiiiGiGiGiUUUQQQ 172021-12-9無功功率電源的最優(yōu)分布是按無功功率電源的最優(yōu)分布是按等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則等網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則 GnGnGGGGQQQPQQQPQQQP1111112211 但需指出，如上的分析并沒有引入不等約束條件。實(shí)際計(jì)算時，但需指出，如上的分析并沒有引入不等約束條件。實(shí)

10、際計(jì)算時，當(dāng)某一變量，例如當(dāng)某一變量，例如QGi，逾越它的上限，逾越它的上限QGimax 或下限或下限QGimin時，可時，可取取QGi QGimax或或QGi QGimax。182021-12-9二二. .無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償無功負(fù)荷的最優(yōu)補(bǔ)償1.1.最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則目的：目的：最最大大)()(CiCCieQCQCC 而而需需耗耗費(fèi)費(fèi)的的費(fèi)費(fèi)用用設(shè)設(shè)置置補(bǔ)補(bǔ)償償設(shè)設(shè)備備耗耗費(fèi)費(fèi)用用后后每每年年可可減減小小的的電電能能損損設(shè)設(shè)置置補(bǔ)補(bǔ)償償設(shè)設(shè)備備其其中中CiCiCCiCieQQCQQC)()(最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則最優(yōu)網(wǎng)損微增率準(zhǔn)則eqcCiKQP max)(數(shù)數(shù)全全網(wǎng)網(wǎng)最最大大

11、負(fù)負(fù)荷荷損損耗耗小小時時（元元單單位位電電能能損損耗耗價價格格，元元，單單位位容容量量補(bǔ)補(bǔ)償償設(shè)設(shè)備備投投資資資資回回收收率率分分別別為為折折舊舊維維修修率率和和投投、其其中中max).var hkWkKC192021-12-96-3 電力系統(tǒng)的電壓管理電力系統(tǒng)的電壓管理 一、中樞點(diǎn)的電壓管理一、中樞點(diǎn)的電壓管理v電力系統(tǒng)進(jìn)行電壓調(diào)整的目的，就是要采取各種措施，電力系統(tǒng)進(jìn)行電壓調(diào)整的目的，就是要采取各種措施，使用戶處的電壓偏移保持在允許的范圍之內(nèi)。使用戶處的電壓偏移保持在允許的范圍之內(nèi)。v電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視和調(diào)整可以通過監(jiān)視、調(diào)整電壓電力系統(tǒng)電壓的監(jiān)視和調(diào)整可以通過監(jiān)視、調(diào)整電壓中樞點(diǎn)的電壓而

12、實(shí)現(xiàn)。中樞點(diǎn)的電壓而實(shí)現(xiàn)。v電壓中樞點(diǎn)是指某些可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電壓中樞點(diǎn)是指某些可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所的母線。電廠或樞紐變電所的母線。1.電壓中樞點(diǎn)的選擇電壓中樞點(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；樞紐變電所大型的二次母線；樞紐變電所大型的二次母線；202021-12-9有大量地方負(fù)荷的發(fā)電廠母線；有大量地方負(fù)荷的發(fā)電廠母線；城市直降變電所的二次母線。城市直降變電所的二次母線。2. 中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式逆調(diào)壓：逆調(diào)壓： 最大負(fù)荷時升高中樞點(diǎn)電壓，但不超過線路最大負(fù)荷時升高中樞點(diǎn)電壓，但不超過線路額定電壓的額定電壓的105

13、%，最小負(fù)荷時降低中樞點(diǎn)電壓，但不低，最小負(fù)荷時降低中樞點(diǎn)電壓，但不低于線路的額定電壓。適用于供電線路較長、負(fù)荷變化較于線路的額定電壓。適用于供電線路較長、負(fù)荷變化較大的中樞點(diǎn)。大的中樞點(diǎn)。順調(diào)壓：順調(diào)壓：最大負(fù)荷時允許中樞點(diǎn)電壓降低，但不低于最大負(fù)荷時允許中樞點(diǎn)電壓降低，但不低于線路額定電壓的線路額定電壓的102.5% ，最小負(fù)荷時允許中樞點(diǎn)電壓升，最小負(fù)荷時允許中樞點(diǎn)電壓升高，但不高于線路額定電壓的高，但不高于線路額定電壓的107.5%。 適用于供電線路適用于供電線路不長，負(fù)荷變動不大的中樞點(diǎn)。不長，負(fù)荷變動不大的中樞點(diǎn)。212021-12-9恒調(diào)壓：恒調(diào)壓：中樞點(diǎn)電壓保持基本不變，一般為

14、線路額定中樞點(diǎn)電壓保持基本不變，一般為線路額定電壓的電壓的102105， 適用于線路長度、負(fù)荷變動情況適用于線路長度、負(fù)荷變動情況介于上述兩者之間的情況。介于上述兩者之間的情況。二、二、電壓調(diào)整的基本原理電壓調(diào)整的基本原理 圖圖6-2為一簡單電力系統(tǒng)略去元件導(dǎo)納支路和功率損為一簡單電力系統(tǒng)略去元件導(dǎo)納支路和功率損耗后歸算到高壓側(cè)的等值電路。耗后歸算到高壓側(cè)的等值電路。 222021-12-9由上式可見，調(diào)整負(fù)荷節(jié)點(diǎn)由上式可見，調(diào)整負(fù)荷節(jié)點(diǎn)b的電壓可以采取以下措施：的電壓可以采取以下措施： 調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓 UG 進(jìn)行調(diào)壓進(jìn)行調(diào)壓 ；選擇適

15、當(dāng)變壓器變比選擇適當(dāng)變壓器變比K進(jìn)行調(diào)壓進(jìn)行調(diào)壓 ； 改變輸電線路的參數(shù)改變輸電線路的參數(shù)R和和X進(jìn)行調(diào)壓進(jìn)行調(diào)壓 ；改變無功功率改變無功功率Q的分布進(jìn)行調(diào)壓的分布進(jìn)行調(diào)壓 。 21121KUKQXPRKUKUKUUGGGb由由圖圖6-2可知：負(fù)荷節(jié)點(diǎn)可知：負(fù)荷節(jié)點(diǎn)b的電壓為：的電壓為：232021-12-96.3 電力系統(tǒng)的幾種主要調(diào)壓措施電力系統(tǒng)的幾種主要調(diào)壓措施 一、改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓一、改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓是一種不需耗費(fèi)投資而且最直改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓是一種不需耗費(fèi)投資而且最直接的調(diào)壓方法。接的調(diào)壓方法。大中型同步發(fā)電機(jī)都裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)運(yùn)大中型同步發(fā)電

16、機(jī)都裝有自動勵磁調(diào)節(jié)裝置，根據(jù)運(yùn)行情況調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓可以達(dá)行情況調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓可以達(dá)到調(diào)壓的目的。到調(diào)壓的目的。對于不同類型的供電網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓所起作用不同：對于不同類型的供電網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓所起作用不同：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)端電壓就可以滿足荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要求，不必變發(fā)電機(jī)端電壓就可以滿足荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要求，不必另外再增加調(diào)另外再增加調(diào) 壓設(shè)備。（如下圖）壓設(shè)備。（如下圖）242021-12-9由圖可見，采用逆調(diào)壓時，最遠(yuǎn)負(fù)荷處的電壓偏移最大負(fù)荷時為由圖可見，采用逆調(diào)壓

17、時，最遠(yuǎn)負(fù)荷處的電壓偏移最大負(fù)荷時為-5%，最小負(fù)荷時為，最小負(fù)荷時為+2%，即都在一般負(fù)荷要求的，即都在一般負(fù)荷要求的5%范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。252021-12-9對供電線路較長、供電范圍較大的多電壓等級電網(wǎng)，對供電線路較長、供電范圍較大的多電壓等級電網(wǎng)，由于不同運(yùn)行方式下電壓損耗的變化幅度太大，單靠發(fā)由于不同運(yùn)行方式下電壓損耗的變化幅度太大，單靠發(fā)電機(jī)調(diào)壓不能滿足負(fù)荷點(diǎn)電壓的需求。此時發(fā)電機(jī)調(diào)壓電機(jī)調(diào)壓不能滿足負(fù)荷點(diǎn)電壓的需求。此時發(fā)電機(jī)調(diào)壓主要是為了滿足近處地方負(fù)荷的電壓質(zhì)量要求。主要是為了滿足近處地方負(fù)荷的電壓質(zhì)量要求。對于由若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的電力系統(tǒng)，進(jìn)行電壓調(diào)對于由若干發(fā)電廠并列運(yùn)行

18、的電力系統(tǒng)，進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠需有相當(dāng)充裕的無功容量儲備，利用發(fā)電機(jī)調(diào)整的電廠需有相當(dāng)充裕的無功容量儲備，利用發(fā)電機(jī)調(diào)壓一般不易滿足要求。另外調(diào)整個別發(fā)電廠的母線電壓，壓一般不易滿足要求。另外調(diào)整個別發(fā)電廠的母線電壓，會引起無功功率重新分配，可能同無功功率的經(jīng)濟(jì)分配會引起無功功率重新分配，可能同無功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛盾。此時發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)生矛盾。此時發(fā)電機(jī)調(diào)壓只能作為一種輔助性的調(diào)壓只能作為一種輔助性的調(diào)壓措施。措施。 262021-12-9 二、改變變壓器變比進(jìn)行調(diào)壓二、改變變壓器變比進(jìn)行調(diào)壓1. 雙繞組變壓器雙繞組變壓器n降壓變壓器分接頭的選擇降壓變壓器分接頭的選擇U2P+jQU1RT j

19、XT 最大負(fù)荷時，變壓器高壓母線的電壓為最大負(fù)荷時，變壓器高壓母線的電壓為U1.max，變壓器中，變壓器中的電壓損耗為的電壓損耗為 ，則歸算到高壓側(cè)的低壓母線電壓為：，則歸算到高壓側(cè)的低壓母線電壓為：maxTUmax. 1maxmaxmax. 1max.max. 1max. 2UXQRPUUUUTTT高壓側(cè)高壓側(cè)272021-12-9若變壓器低壓母線要求的實(shí)際電壓為若變壓器低壓母線要求的實(shí)際電壓為 ，則，則max2Umax.12max.max. 1maxmax. 2max. 2tNTUUUUKUU 式中，式中，Kmax為最大負(fù)荷時變壓器的實(shí)際變比，為最大負(fù)荷時變壓器的實(shí)際變比， NtUUK2m

20、ax1max/因此，最大負(fù)荷時變壓器的分接頭電壓為：因此，最大負(fù)荷時變壓器的分接頭電壓為： max. 22max.max. 1max.1UUUUUNTt同理，可求出變壓器在最小負(fù)荷時的分接頭電壓為：同理，可求出變壓器在最小負(fù)荷時的分接頭電壓為： min. 22min.min. 1min.1UUUUUNTt282021-12-9變壓器的分接頭電壓為：變壓器的分接頭電壓為：min.1max.1121tttUUU 根據(jù)計(jì)算出的根據(jù)計(jì)算出的U1t 選擇一個與它最接近的分接頭。然選擇一個與它最接近的分接頭。然后根據(jù)所選取的分接頭校驗(yàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時低壓母后根據(jù)所選取的分接頭校驗(yàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時低

21、壓母線電壓上的實(shí)際電壓是否符合要求。線電壓上的實(shí)際電壓是否符合要求。 例例6-1 某降壓變電所有一臺變比為（某降壓變電所有一臺變比為（11022.5%）/11的變壓器，歸算到高壓側(cè)的阻抗為的變壓器，歸算到高壓側(cè)的阻抗為2.44+j40。已知最大。已知最大負(fù)荷時通過變壓器的功率為負(fù)荷時通過變壓器的功率為28+j14MVA，高壓母線電壓，高壓母線電壓為為113kV，最小負(fù)荷時通過變壓器的功率為，最小負(fù)荷時通過變壓器的功率為10+j6MVA，高壓母線電壓為高壓母線電壓為115kV，低壓側(cè)母線電壓允許變化范圍為，低壓側(cè)母線電壓允許變化范圍為1011kV，試選擇變壓器的分接頭。，試選擇變壓器的分接頭。2

22、92021-12-9解：最大負(fù)荷及最小負(fù)荷時變壓器的電壓損耗為解：最大負(fù)荷及最小負(fù)荷時變壓器的電壓損耗為kV56. 5113401444. 228max. 1maxmaxmax.UXQRPUTTTkV3 . 211540644. 210min. 1minminmin.UXQRPUTTT最大和最小負(fù)荷時變壓器的分接頭電壓分別為：最大和最小負(fù)荷時變壓器的分接頭電壓分別為： kV2 .118101156. 5113max. 22max.max. 1max.1UUUUUNTtkV7 .11211113 . 2115min. 22min.min. 1min.1UUUUUNTtkV45.1157 .112

23、2 .1182121min.1max.11tttUUU302021-12-9選擇最接近的分接頭電壓選擇最接近的分接頭電壓115.5kV，即，即110+5%的分接頭。的分接頭。 按所選分接頭電壓分別校驗(yàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時按所選分接頭電壓分別校驗(yàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時低壓母線電壓的實(shí)際電壓：低壓母線電壓的實(shí)際電壓：kVkV1023.105 .1151156. 511312max.max. 1max. 2tNTUUUUUkVkV1173.105 .115113 . 211512min.min. 1min. 2tNTUUUUU 均未超出允許電壓范圍均未超出允許電壓范圍1011kV，因此所選分接頭，因此

24、所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。能滿足調(diào)壓要求。312021-12-9max. 22max.max. 1max.1)(UUUUUNTtmin. 22min.min. 1min1)(UUUUUNTt 則變壓器的分接頭電壓為：則變壓器的分接頭電壓為： min.1max.1121tttUUUn升壓變壓器分接頭的選擇升壓變壓器分接頭的選擇U1P+jQU2RT jXT高壓側(cè)高壓側(cè)TU 升壓變壓器分接頭的選擇方法與降壓變壓器基本相升壓變壓器分接頭的選擇方法與降壓變壓器基本相同，但是，由于升壓變壓器中功率方向是從低壓側(cè)送往同，但是，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，故公式中高壓側(cè)的，故公式中 前的符

25、號應(yīng)相反，即有前的符號應(yīng)相反，即有322021-12-92. 三繞組變壓器三繞組變壓器 三繞組變壓器變壓器的分接頭接在高、中壓側(cè)，可三繞組變壓器變壓器的分接頭接在高、中壓側(cè)，可兩次套用雙繞組變壓器的算法，步驟如下：兩次套用雙繞組變壓器的算法，步驟如下：首先根據(jù)低壓母線對調(diào)壓的要求，選擇高壓繞組的分首先根據(jù)低壓母線對調(diào)壓的要求，選擇高壓繞組的分接頭。即將高、低壓繞組看作雙繞組，確定高繞組接頭，接頭。即將高、低壓繞組看作雙繞組，確定高繞組接頭，則則 331311)(UUUUUNTt然后再根據(jù)中壓側(cè)所要求的電壓和選定的高壓繞組分然后再根據(jù)中壓側(cè)所要求的電壓和選定的高壓繞組分接頭來確定中壓繞組的分接頭

26、。即將高、中壓繞組看作接頭來確定中壓繞組的分接頭。即將高、中壓繞組看作雙繞組，確定中繞組分接頭位置，則雙繞組，確定中繞組分接頭位置，則 212112UUUUUTtt332021-12-93. 有載調(diào)壓變壓器有載調(diào)壓變壓器當(dāng)最大、最小負(fù)荷時電壓變化幅度超過了分接頭的調(diào)整當(dāng)最大、最小負(fù)荷時電壓變化幅度超過了分接頭的調(diào)整范圍范圍(5)，或者調(diào)壓要求的變化趨勢與實(shí)際的相反，或者調(diào)壓要求的變化趨勢與實(shí)際的相反(例例如逆調(diào)壓如逆調(diào)壓)時，則利用普通變壓器將無法滿足調(diào)壓要求，時，則利用普通變壓器將無法滿足調(diào)壓要求，這時可采用有載調(diào)壓變壓器。這時可采用有載調(diào)壓變壓器。 有載調(diào)壓變壓器的高壓側(cè)除主繞組外，還有一

27、個可調(diào)分有載調(diào)壓變壓器的高壓側(cè)除主繞組外，還有一個可調(diào)分接頭的調(diào)壓繞組，它可以在帶負(fù)荷情況下切換分接頭，接頭的調(diào)壓繞組，它可以在帶負(fù)荷情況下切換分接頭，調(diào)壓范圍也比較大，一般在調(diào)壓范圍也比較大，一般在15%以上。以上。目前我國目前我國110kV電壓級的有載調(diào)壓變壓器有七個分接頭，電壓級的有載調(diào)壓變壓器有七個分接頭，調(diào)壓范圍為調(diào)壓范圍為11032.5，220kV電壓級的有載調(diào)壓變電壓級的有載調(diào)壓變壓器有九個分接頭，調(diào)壓范圍為壓器有九個分接頭，調(diào)壓范圍為22042.5。342021-12-9 圖圖6-4為具有調(diào)壓繞組有載調(diào)壓變壓器的接線圖。為具有調(diào)壓繞組有載調(diào)壓變壓器的接線圖。用于在切換過程用于在

28、切換過程中限制兩個分接中限制兩個分接頭間的短路電流頭間的短路電流 它的主繞組上連接一個它的主繞組上連接一個具有若干分接頭的調(diào)壓繞組，具有若干分接頭的調(diào)壓繞組，依靠特殊的切換裝置可以帶依靠特殊的切換裝置可以帶負(fù)荷改變分接頭。切換裝置負(fù)荷改變分接頭。切換裝置有兩個可動觸頭，改變分接有兩個可動觸頭，改變分接頭時，先將一個動觸頭移到頭時，先將一個動觸頭移到選定的分接頭上，然后再將選定的分接頭上，然后再將另一個動觸頭移到該分接頭另一個動觸頭移到該分接頭上，這樣在分接頭切換過程上，這樣在分接頭切換過程中才不致使變壓器開路。中才不致使變壓器開路。 圖圖6-4 有載調(diào)壓變壓器接線圖有載調(diào)壓變壓器接線圖3520

29、21-12-9 例例6-2 三繞組變壓器的額定電壓為三繞組變壓器的額定電壓為11038.56.6kV，其等值電路如圖其等值電路如圖6-5所示。各繞組最大負(fù)荷時流過的功率所示。各繞組最大負(fù)荷時流過的功率已標(biāo)于圖中，最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的已標(biāo)于圖中，最小負(fù)荷為最大負(fù)荷的1/2；與該變壓器相；與該變壓器相連的高壓母線電壓在最大、最小負(fù)荷時分別為連的高壓母線電壓在最大、最小負(fù)荷時分別為112、115kV；中、低壓母線；中、低壓母線電壓偏移在最大、最小電壓偏移在最大、最小負(fù)荷時分別允許為、負(fù)荷時分別允許為、7.5%。試選擇變壓器。試選擇變壓器高、中壓繞組的分接頭。高、中壓繞組的分接頭。解：（見解：（見P1

30、12） 圖圖6-5 三繞組變壓器等值電路三繞組變壓器等值電路362021-12-9 三、改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布進(jìn)行調(diào)壓三、改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布進(jìn)行調(diào)壓無功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，但是無功功率沿電無功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，但是無功功率沿電力網(wǎng)傳送卻要引起有功功率損耗和電壓損耗。力網(wǎng)傳送卻要引起有功功率損耗和電壓損耗。改變無功功率分布可以減少線路上的功率損耗和電壓損改變無功功率分布可以減少線路上的功率損耗和電壓損耗，從而改善用戶處的電壓質(zhì)量。耗，從而改善用戶處的電壓質(zhì)量。 改變無功功率分布調(diào)壓的方法，是在用戶處就地補(bǔ)償改變無功功率分布調(diào)壓的方法，是在用戶處就地補(bǔ)償（并聯(lián)補(bǔ)償）無功功率電

31、源，以減少電網(wǎng)傳輸?shù)臒o功功率。（并聯(lián)補(bǔ)償）無功功率電源，以減少電網(wǎng)傳輸?shù)臒o功功率。 當(dāng)電力系統(tǒng)的無功電源不足時，單靠改變變壓器的當(dāng)電力系統(tǒng)的無功電源不足時，單靠改變變壓器的變比是不能滿足調(diào)壓要求的，需要在適當(dāng)?shù)奈恢脤λ弊儽仁遣荒軡M足調(diào)壓要求的，需要在適當(dāng)?shù)奈恢脤λ钡臒o功進(jìn)行補(bǔ)償。的無功進(jìn)行補(bǔ)償。372021-12-9 設(shè)系統(tǒng)接線如圖所示，忽略線路上的充電功率、設(shè)系統(tǒng)接線如圖所示，忽略線路上的充電功率、變壓器的空載損耗和電壓降落的橫分量。變壓器的空載損耗和電壓降落的橫分量。無功補(bǔ)償前：無功補(bǔ)償前：221UQXPRUUCCCUXQQPRUU221)(無功補(bǔ)償后：無功補(bǔ)償后：歸算到高壓側(cè)歸算到高

32、壓側(cè)的變電所低壓的變電所低壓母線電壓母線電壓有無功補(bǔ)償時歸有無功補(bǔ)償時歸算到高壓側(cè)的變算到高壓側(cè)的變電所低壓母線所電所低壓母線所要求的電壓要求的電壓382021-12-9 設(shè)補(bǔ)償前、后電壓設(shè)補(bǔ)償前、后電壓U1維持不變，則有：維持不變，則有：CCCUXQQPRUUQXPRU2222)(22222222UUXUUQXPRUQXPRUUXUQCCCCCC設(shè)變壓器的變比為設(shè)變壓器的變比為 ，則上式改寫為：，則上式改寫為：NtUUK212222KKUUXUQCCCKUUCC/22式中，式中， 為變電所低壓母線所要求的電壓。為變電所低壓母線所要求的電壓。392021-12-9 由此可見，補(bǔ)償容量取決于調(diào)壓

33、要求和變壓器的變由此可見，補(bǔ)償容量取決于調(diào)壓要求和變壓器的變比比K，而變比的確定與選用的補(bǔ)償設(shè)備類型有關(guān)。，而變比的確定與選用的補(bǔ)償設(shè)備類型有關(guān)。n選用并聯(lián)電容器選用并聯(lián)電容器：電容器只能發(fā)出感性無功功率以提：電容器只能發(fā)出感性無功功率以提高電壓，但電壓過高時卻不能吸收感性無功功率來使電高電壓，但電壓過高時卻不能吸收感性無功功率來使電壓降低。為了充分利用補(bǔ)償容量，在最大負(fù)荷時電容器壓降低。為了充分利用補(bǔ)償容量，在最大負(fù)荷時電容器應(yīng)全部投入，在最小負(fù)荷時全部退出。應(yīng)全部投入，在最小負(fù)荷時全部退出。第一步：按最小負(fù)荷時無補(bǔ)償情況選擇變壓器分接頭：第一步：按最小負(fù)荷時無補(bǔ)償情況選擇變壓器分接頭： m

34、in.22min. 2min.CNtUUUU最小負(fù)荷時低壓側(cè)歸最小負(fù)荷時低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓算到高壓側(cè)的電壓 最小負(fù)荷時低壓最小負(fù)荷時低壓側(cè)應(yīng)保持的電壓側(cè)應(yīng)保持的電壓 選擇變比的原則：選擇變比的原則：在滿足調(diào)壓的要求下，使補(bǔ)償容量最小。在滿足調(diào)壓的要求下，使補(bǔ)償容量最小。402021-12-9 NtUUK21 選擇與選擇與Ut.min相接近的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓相接近的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓U1t ，則變壓器，則變壓器的變比為的變比為 。 第二步：按最大負(fù)荷時的調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償容量：第二步：按最大負(fù)荷時的調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償容量： 2max. 2max.2max.2KKUUXUQCCC最大負(fù)荷時低壓側(cè)歸最大

35、負(fù)荷時低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓算到高壓側(cè)的電壓 第三步：校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓是否滿足調(diào)壓要求。第三步：校驗(yàn)低壓母線的實(shí)際電壓是否滿足調(diào)壓要求。最大負(fù)荷時低壓最大負(fù)荷時低壓側(cè)應(yīng)保持的電壓側(cè)應(yīng)保持的電壓 n選用同步調(diào)相機(jī)選用同步調(diào)相機(jī)：調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時可以過勵磁運(yùn)：調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時可以過勵磁運(yùn)行發(fā)出無功功率，在最小負(fù)荷又能欠勵磁運(yùn)行（為過勵行發(fā)出無功功率，在最小負(fù)荷又能欠勵磁運(yùn)行（為過勵磁運(yùn)行時額定容量的磁運(yùn)行時額定容量的0.50.6倍）吸收無功功率，因此，倍）吸收無功功率，因此，變壓器變比的選擇應(yīng)兼顧以上兩種情況。變壓器變比的選擇應(yīng)兼顧以上兩種情況。 412021-12-9最大負(fù)荷時，調(diào)相

36、機(jī)作無功電源，發(fā)出全部容性無功最大負(fù)荷時，調(diào)相機(jī)作無功電源，發(fā)出全部容性無功QC，則，則2max. 2max.2max.2KKUUXUQCCC最小負(fù)荷時，調(diào)相機(jī)作無功負(fù)荷，吸收感性無功最小負(fù)荷時，調(diào)相機(jī)作無功負(fù)荷，吸收感性無功0.5QC，則，則2min. 2min.2min.25 . 0KKUUXUQCCC兩式相除得：兩式相除得： )()(5 . 0max. 2max.2max.2min. 2min.2min.2UUKUUUKUCCCC2min.22max.2max. 2max.2min. 2min.222CCCCUUUUUUK422021-12-9例例6-3 系統(tǒng)接線如圖所示，降壓變電所低壓

37、側(cè)要求常調(diào)系統(tǒng)接線如圖所示，降壓變電所低壓側(cè)要求常調(diào)壓，試確定無功補(bǔ)償容量。壓，試確定無功補(bǔ)償容量。補(bǔ)償設(shè)備采用電容器；補(bǔ)償設(shè)備采用電容器；補(bǔ)償設(shè)備采用調(diào)相機(jī)。補(bǔ)償設(shè)備采用調(diào)相機(jī)。解：（見解：（見P116）MVAMVA5 . 7101520min. 1max. 1jSjS，電壓電壓U1=118kV和阻抗和阻抗R12+jX12=26.4+j129.6 均為歸算到高壓側(cè)的均為歸算到高壓側(cè)的值。且值。且 則分解頭電壓為則分解頭電壓為 選擇標(biāo)準(zhǔn)分接頭選擇標(biāo)準(zhǔn)分接頭U1t變壓器變壓器的實(shí)際變比為的實(shí)際變比為 計(jì)算調(diào)相機(jī)的容量計(jì)算調(diào)相機(jī)的容量QC校驗(yàn)電壓。校驗(yàn)電壓。NtKUU2NtUUK21432021-

38、12-9 四、改變電力線路參數(shù)進(jìn)行調(diào)壓（串聯(lián)電容器）四、改變電力線路參數(shù)進(jìn)行調(diào)壓（串聯(lián)電容器） 未串聯(lián)電容器前，線路的電未串聯(lián)電容器前，線路的電壓損耗為：壓損耗為：2UQXPRU串聯(lián)電容器后，則有：串聯(lián)電容器后，則有：CCUXXQPRU2)( 可見，串聯(lián)電容器后，電壓損耗減小了，也即線路末可見，串聯(lián)電容器后，電壓損耗減小了，也即線路末端電壓提高了，提高的數(shù)值為：端電壓提高了，提高的數(shù)值為：NCCCUQXUXXQPRUQXPRUU22)(1.串聯(lián)電容器的補(bǔ)償原理串聯(lián)電容器的補(bǔ)償原理442021-12-9式中，式中，U2、U2C分別為串聯(lián)電容器前、后線路末端的電壓，分別為串聯(lián)電容器前、后線路末端的

39、電壓，可近似認(rèn)為都等于線路的額定電壓可近似認(rèn)為都等于線路的額定電壓UN。QUUUXNC)(由上式可得：由上式可得： 其中，其中， 為要求借助串聯(lián)電容器減少的電壓損耗。為要求借助串聯(lián)電容器減少的電壓損耗。 )(UU2.串聯(lián)電容器的容量串聯(lián)電容器的容量 實(shí)際中串聯(lián)電容器是由若實(shí)際中串聯(lián)電容器是由若干單個電容器串、并聯(lián)組成，干單個電容器串、并聯(lián)組成，如圖所示。如圖所示。 452021-12-9 每個電容器的額定電壓和額定電流應(yīng)滿足：每個電容器的額定電壓和額定電流應(yīng)滿足： max.max.CNCCCNCImIXInU 若每個電容器的額定容量為若每個電容器的額定容量為QNC，則三相電容器組的，則三相電容

40、器組的總?cè)萘繛椋嚎側(cè)萘繛椋?NCNCNCCImnUmnQQ3333. 串聯(lián)電容器的裝設(shè)位置串聯(lián)電容器的裝設(shè)位置 串聯(lián)電容器的裝設(shè)位置與負(fù)荷分布和電源分布有關(guān)。串聯(lián)電容器的裝設(shè)位置與負(fù)荷分布和電源分布有關(guān)。其一般原則是應(yīng)使沿電力線聯(lián)電容器路電壓分布盡可能其一般原則是應(yīng)使沿電力線聯(lián)電容器路電壓分布盡可能均勻，且各負(fù)荷點(diǎn)的電壓都在允許范圍之內(nèi)。均勻，且各負(fù)荷點(diǎn)的電壓都在允許范圍之內(nèi)。462021-12-9當(dāng)負(fù)荷集中在線路末端時，串聯(lián)電容器應(yīng)裝設(shè)在線路末端；當(dāng)負(fù)荷集中在線路末端時，串聯(lián)電容器應(yīng)裝設(shè)在線路末端；沿電力線路有若干個負(fù)荷時，串聯(lián)電容器應(yīng)裝設(shè)在線路電壓沿電力線路有若干個負(fù)荷時，串聯(lián)電容器應(yīng)裝設(shè)在線路電壓損耗的二分之一處。（見下圖）損耗的二分之一處。（見下圖） 圖圖6-11 設(shè)置串聯(lián)電容器后沿電力線路的電壓分布設(shè)置串聯(lián)電容器后沿電力線路的電壓分布(a)負(fù)荷集中在線路末端負(fù)荷集中在線路末端 (b)沿線有若干個負(fù)荷沿線有若干個負(fù)荷472021-12-94. 補(bǔ)償度：補(bǔ)償所需的容抗值補(bǔ)償度：補(bǔ)償所需的容抗值XC與被補(bǔ)償線路原來的感與被補(bǔ)償線路原來的感抗值抗值XL之比，稱為補(bǔ)償度，即之比，稱為補(bǔ)償度，即LCCXXK5. 并聯(lián)電容器補(bǔ)償與