電力系統(tǒng)調(diào)壓措施分析報(bào)告

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上電力系統(tǒng)調(diào)壓措施分析報(bào)告電壓是衡量電能質(zhì)量的重要技術(shù)指標(biāo)，對(duì)電力系統(tǒng)的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電氣設(shè)備的安全和壽命具有重要影響。19世紀(jì)70、80年代法國(guó)、美國(guó)、瑞典、巴西、日本等國(guó)家相繼發(fā)生電壓崩潰性事故，這些以電壓崩潰特征的電網(wǎng)瓦解事故每次均帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時(shí)也引起了社會(huì)的極大混亂。電壓崩潰是由系統(tǒng)運(yùn)行中的電壓偏移未能良好的進(jìn)行調(diào)整演變而成。任何電壓偏移都會(huì)帶來經(jīng)濟(jì)和安全方面的不利影響。當(dāng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)，電壓會(huì)降低，如果不及時(shí)地采用合理有效的措施對(duì)電壓進(jìn)行調(diào)整，就會(huì)引起電壓崩潰進(jìn)而電網(wǎng)瓦解等重大災(zāi)難性事故。因此，電壓調(diào)整是保證電網(wǎng)安全可靠

2、運(yùn)行的重要方面之一。保證用戶處的電壓接近額定值是電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整的基本任務(wù)之一。一、電壓調(diào)整的基本原理電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平取決于無功功率的平衡，系統(tǒng)中各種無功電源的無功輸出應(yīng)該滿足（大于或至少等于）系統(tǒng)負(fù)荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無功功率的需求，否則電壓就會(huì)偏離額定值，產(chǎn)生電壓偏移。此外為保證運(yùn)行可靠性和適應(yīng)無功功率的增長(zhǎng)，系統(tǒng)還必須配置一定的無功備用容量。系統(tǒng)的無功電源充足，即表現(xiàn)系統(tǒng)能運(yùn)行在較高的電壓水平；反之，系統(tǒng)無功不足就反映為運(yùn)行電壓水平偏低，需要裝設(shè)無功補(bǔ)償設(shè)備。由于電力系統(tǒng)的供電區(qū)域幅員廣闊，無功功率不適宜長(zhǎng)距離傳輸，所以負(fù)荷所需的無功功率應(yīng)盡量的分層分區(qū)就地平衡。由無功功率平

3、衡原理可知進(jìn)行電壓調(diào)整就是從補(bǔ)償無功電源和減小網(wǎng)絡(luò)無功損耗兩個(gè)方面出發(fā)。二、電壓調(diào)整的三種基本方式電力系統(tǒng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜且用電設(shè)備數(shù)量極大,電力系統(tǒng)的運(yùn)行部門對(duì)網(wǎng)絡(luò)中各母線電壓及各種用電設(shè)備的端電壓進(jìn)行監(jiān)視和調(diào)整是不現(xiàn)實(shí)的也是沒有必要的。因此，在電力系統(tǒng)中，運(yùn)行人員常常選擇一些有集中負(fù)荷的母線作為中樞點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)視和控制，只需將中樞點(diǎn)電壓控制在允許的電壓偏移范圍內(nèi)，則系統(tǒng)其它各處的電壓質(zhì)量也能基本滿足要求。一般可以選擇作為電壓中樞點(diǎn)的母線有：1）大型發(fā)電廠的高壓母線。2）樞紐變電站的二次母線。3）帶有大量地方負(fù)荷的發(fā)電廠母線。以上電壓中樞點(diǎn)的共同點(diǎn)是均能反映和控制整個(gè)系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的電壓水平根據(jù)中樞點(diǎn)所管轄電

4、力網(wǎng)中負(fù)荷的變化程度和負(fù)荷分布范圍，對(duì)中樞點(diǎn)調(diào)壓方式提出原則性要求，以確定一個(gè)大致的電壓變化范圍。電壓中樞點(diǎn)調(diào)壓方式有逆調(diào)壓、順調(diào)壓、常調(diào)壓（也稱恒調(diào)壓）三種類型。1）逆調(diào)壓:主要適用于線路較長(zhǎng),負(fù)荷變化較大的大型電力網(wǎng)絡(luò)。在最大負(fù)荷時(shí)要提高中樞點(diǎn)的電壓，相較于線路額定電壓高5%，以抵償線路上因負(fù)荷增大而增大的線路損耗；在最小負(fù)荷時(shí)要將中樞點(diǎn)的電壓降低，使之與線路額定電壓相等，防止因負(fù)荷低而引起電壓過高。逆調(diào)壓方式要求最高，實(shí)現(xiàn)較難，需要在中樞點(diǎn)配備較貴重和先進(jìn)的調(diào)壓設(shè)備。2）順調(diào)壓：主要適用于線路不長(zhǎng)，負(fù)荷變化很小，線路上的電壓損耗也較小的小型網(wǎng)絡(luò)。在最大負(fù)荷時(shí)，允許電壓降低，但不得低于線路

5、額定電壓的102.5%；在最小負(fù)荷時(shí)，允許電壓升高，但不高于線路額定電壓的107.5%。順調(diào)壓是一種較低的調(diào)壓要求，最易實(shí)現(xiàn)，一般通過普通變壓器分接頭就可實(shí)現(xiàn)。3）常調(diào)壓：主要適用于一天24h內(nèi)，負(fù)荷變化不大，線路電壓損耗也較小的中型網(wǎng)絡(luò)。此時(shí)只要將中樞點(diǎn)電壓保持在較線路額定電壓高2%-5%的數(shù)值范圍內(nèi)即可，不必隨負(fù)荷變化來調(diào)整中樞點(diǎn)電壓。常調(diào)壓方式較逆調(diào)壓方式要求較低，一般可不裝設(shè)貴重的調(diào)壓設(shè)備，利用普通變壓器的分接頭選擇或裝設(shè)靜電電容器就可以達(dá)到要求。以上三種調(diào)壓方式均是在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)的要求。當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)，因電壓損耗比正常時(shí)大，所以電壓質(zhì)量要求允許降低一些，負(fù)荷點(diǎn)的電壓偏移允許較正常

6、時(shí)再增大5%。三、現(xiàn)代電力系統(tǒng)中使用的調(diào)壓措施分析在電力系統(tǒng)中，電源的無功功率輸出在任何時(shí)刻都同負(fù)荷的無功功率和網(wǎng)絡(luò)的無功損耗之和相等，充足的無功功率才能保證優(yōu)質(zhì)的電壓水平。調(diào)整負(fù)荷點(diǎn)的電壓，可以有三類主要措施：1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓；2）通過調(diào)節(jié)變壓器分接頭改變變比；3）改變電力網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和無功功率分布減小電壓損耗。1.調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流改變機(jī)端電壓發(fā)電機(jī)是電網(wǎng)中調(diào)整運(yùn)行電壓的重要設(shè)備。發(fā)電機(jī)不僅是有功電源，也是無功電源。通過調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)的勵(lì)磁電流可以調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)端電壓，當(dāng)負(fù)荷大時(shí)，電網(wǎng)電壓損耗較高，用戶端電壓較低，可以增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來增大發(fā)電機(jī)電勢(shì)，從整體上提高網(wǎng)絡(luò)的電壓

7、水平，提高電壓穩(wěn)定性；當(dāng)負(fù)荷小時(shí)，電網(wǎng)電壓損耗降低，用戶端電壓過高，可以減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流來降低發(fā)電機(jī)電勢(shì)，進(jìn)行進(jìn)相運(yùn)行。適用環(huán)境：1）由孤立發(fā)電廠不經(jīng)升壓直接供電的小型電力網(wǎng)，因供電線路不長(zhǎng)，線路上電壓損耗不大，發(fā)電機(jī)調(diào)壓是最方便且最經(jīng)濟(jì)的調(diào)壓方式，不需要額外投資調(diào)壓手段。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)壓只能滿足發(fā)電廠近處地方負(fù)荷的電壓質(zhì)量要求，發(fā)電機(jī)端電壓在最高負(fù)荷時(shí)提高5%，最小負(fù)荷時(shí)保持與額定電壓相等。存在問題：在有若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的電力系統(tǒng)中，調(diào)節(jié)個(gè)別發(fā)電廠的母線電壓，會(huì)引起系統(tǒng)中無功功率的重新分配，這可能同無功功率的經(jīng)濟(jì)分配產(chǎn)生矛盾。所以在大型電力

8、系統(tǒng)中，發(fā)電機(jī)調(diào)壓只作為輔助調(diào)壓措施。2.調(diào)節(jié)變壓器分接頭通過調(diào)整變壓器分接頭檔位可以調(diào)節(jié)變壓器二次側(cè)的電壓，可以改善局部地區(qū)電壓。主要有無載調(diào)壓和有載調(diào)壓兩種方式。1）無載調(diào)壓：即不帶負(fù)荷調(diào)壓。這種調(diào)壓方式一定要在變壓器斷開電源后進(jìn)行操作，及時(shí)調(diào)整變壓器的分接頭來調(diào)整二次側(cè)電壓，不能改變電壓損耗的數(shù)值和負(fù)荷變化是次級(jí)電壓的變化幅度。此種調(diào)壓方式只能適用于季節(jié)性停電的變電站和配電所。2）有載調(diào)壓：利用有載調(diào)壓變壓器載負(fù)荷條件下切換分接頭的調(diào)壓方法，根據(jù)不同的負(fù)荷大小來選擇合適分接頭，可縮小電壓變化幅度并改變電壓變化趨勢(shì)。其調(diào)節(jié)范圍比較大，一般在15%以上，能夠在電力網(wǎng)電壓變化和負(fù)荷變化時(shí)，不停

9、電快速的調(diào)節(jié)分接頭滿足調(diào)壓要求，保證了二次側(cè)供電可靠性。OLTC價(jià)格較高運(yùn)行維護(hù)復(fù)雜，一般在樞紐變電站。兩電力網(wǎng)間聯(lián)絡(luò)變電站和負(fù)荷變化大或調(diào)壓要求高的的變電所中配備。存在問題：實(shí)際運(yùn)行中，由于負(fù)荷峰谷差較大，需要頻繁的調(diào)整分接頭，這時(shí)不僅會(huì)引起電壓的波動(dòng)，也會(huì)影響設(shè)備的壽命。變壓器調(diào)壓的前提條件是系統(tǒng)無功充足，當(dāng)系統(tǒng)無功不足時(shí)，當(dāng)某一地區(qū)電壓由于變壓器分接頭改變而升高后，該地區(qū)所需的無功功率也增大了，這就可能擴(kuò)大系統(tǒng)的無功缺額。從而導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的電壓水平更加下降，嚴(yán)重的還會(huì)導(dǎo)致電壓崩潰，這是變壓器的負(fù)調(diào)壓作用。這種情況下應(yīng)該裝設(shè)無功功率補(bǔ)償設(shè)備。3.改變電力網(wǎng)絡(luò)參數(shù)和無功功率分布減小電壓損耗3

10、.1并聯(lián)同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空在運(yùn)行的同步電動(dòng)機(jī)。在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，可向系統(tǒng)提供感性無功功率，提高系統(tǒng)電壓，起無功電源的作用；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，可以吸收系統(tǒng)的感性無功，降低系統(tǒng)電壓，起無功負(fù)荷的作用。裝有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置的同步調(diào)相機(jī)能根據(jù)裝設(shè)地點(diǎn)的電壓數(shù)值平滑的改變運(yùn)行狀態(tài)，吸收或輸出無功功率，進(jìn)行電壓調(diào)節(jié)。同步調(diào)相機(jī)有很高的過載能力，在系統(tǒng)故障時(shí)，可以強(qiáng)行勵(lì)磁調(diào)整系統(tǒng)電壓，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。適用環(huán)境：在我國(guó)，常裝設(shè)在樞紐變電站，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。在國(guó)外，很少采用同步調(diào)相機(jī)，而改用靜止補(bǔ)償器。存在問題：維護(hù)比較復(fù)雜，有功功率損耗較大，載滿負(fù)荷時(shí)約為額定容量的1.5%、5%，容量

11、越小百分值越大，故小容量的調(diào)相機(jī)每kVA容量投資費(fèi)用大。同步調(diào)相機(jī)一般大容量集中使用，容量小于5。kVA一般不裝設(shè)。3.2并聯(lián)電抗器并聯(lián)電抗器是接在高壓輸電線路上的大容量電感線圈，其作用是補(bǔ)償高壓輸電線路的電容和吸收無功功率，防止由于線路輕載而引起線路過電壓。在超高壓線路上一般均要裝設(shè)并聯(lián)電抗器。3.3并聯(lián)靜電電容器靜電電容器可以吸收系統(tǒng)的容性無功功率，換言之，就是可以向電力系統(tǒng)提供感性無功功率，充當(dāng)無功電源。供給的無功功率QC值與所在節(jié)點(diǎn)的電壓平方成正比，即：QC=V2/XC（XC=1/。C為靜電電容器的容抗）適用環(huán)境：靜電電容器的裝設(shè)容量可大可小，既可集中使用，又可以分散裝設(shè)來供應(yīng)無功功率

12、，降低損耗。電容器每單位容量的投資費(fèi)用較小且與總?cè)萘看笮o關(guān)，維護(hù)比較方便，一般在變電所中均有裝設(shè)，在運(yùn)行中，將電容器連接成若干組，根據(jù)負(fù)荷變化，分組投入和切除。存在問題：1）補(bǔ)償容量受節(jié)點(diǎn)電壓影響，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或由于其他原因引起電壓下降時(shí)，電容器無功輸出的減小將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降，無功調(diào)節(jié)性能較差；2）由于靜電電容器在運(yùn)行時(shí)是分組投切，補(bǔ)償容量調(diào)節(jié)不連續(xù)；3）負(fù)荷增長(zhǎng)是通過并聯(lián)電容補(bǔ)償?shù)脑黾觼頋M足電壓約束，當(dāng)增加到一定程度時(shí)，系統(tǒng)會(huì)出現(xiàn)病態(tài)。3.4串聯(lián)電容器線路串聯(lián)補(bǔ)償電容器的實(shí)質(zhì)是以容性電抗補(bǔ)償線路的感抗，改變線路參數(shù)X，使電壓損耗中的QX/V分量減少。線路串聯(lián)電容器，既可以用于提高末端電壓，改善電壓質(zhì)量；也用于加強(qiáng)線路兩端電氣聯(lián)系，縮小兩端的相角差，提高網(wǎng)絡(luò)的功率傳輸能力進(jìn)而提高靜穩(wěn)定極限，提高了系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。適用環(huán)境：串聯(lián)電容器調(diào)節(jié)電壓一般主要用于較低電壓等級(jí)，如110kV及以下且僅一端有電源的分支線；在實(shí)際運(yùn)行中，聯(lián)電容器主要用于較高電壓級(jí)，如220kV及以上，兩端有電源的主干線來提高線路輸送容量，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。早期用固定串聯(lián)補(bǔ)償器提高線路輸送容量，現(xiàn)在晶閘管可控串聯(lián)補(bǔ)償器是主要的FACTS裝置。3.5切去部分負(fù)荷調(diào)壓當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生了緊急事故電壓急劇下降時(shí)，上述措施不能采取或者上述措施調(diào)節(jié)電壓的速度不夠快速時(shí)，應(yīng)該考慮按照低頻減載的