第四章 電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無功功率控制技術(shù)

1、第四章第四章 電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和電力系統(tǒng)電壓調(diào)整和無功功率控制技術(shù)無功功率控制技術(shù)第第1 1節(jié)節(jié) 電力系統(tǒng)電壓控制的意義電力系統(tǒng)電壓控制的意義頻率調(diào)整頻率調(diào)整: : 1.1.全系統(tǒng)頻率相同全系統(tǒng)頻率相同2.2.調(diào)發(fā)電機(jī)調(diào)發(fā)電機(jī)3.3.消耗能源消耗能源4.4.集中控制集中控制5.5.調(diào)進(jìn)汽量調(diào)進(jìn)汽量電壓調(diào)整：電壓調(diào)整：1.1.電壓水平各點(diǎn)不同電壓水平各點(diǎn)不同2.2.調(diào)發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、調(diào)發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)、電容器和靜止補(bǔ)償器等電容器和靜止補(bǔ)償器等3.3.不消耗能源不消耗能源4.4.電壓控制分散進(jìn)行電壓控制分散進(jìn)行5.5.調(diào)節(jié)手段多種多樣調(diào)節(jié)手段多種多樣4.1 4.1 電力系統(tǒng)電壓控制的意義電力系統(tǒng)電壓

2、控制的意義 電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。電壓是衡量電能質(zhì)量的一個(gè)重要指標(biāo)。質(zhì)量合格的電壓應(yīng)該在供電質(zhì)量合格的電壓應(yīng)該在供電電壓偏移電壓偏移、電壓波動(dòng)與閃變電壓波動(dòng)與閃變、高次諧波高次諧波和和三相不對(duì)三相不對(duì)稱程度稱程度（負(fù)序電壓系數(shù)）（負(fù)序電壓系數(shù)）這四個(gè)方面都能這四個(gè)方面都能滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求滿足有關(guān)國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求電壓降低的不良影響：電壓降低的不良影響：1.1.減少發(fā)電機(jī)所發(fā)有功功率。減少發(fā)電機(jī)所發(fā)有功功率。2.2.異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率將增大，電流也將增大，溫升異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率將增大，電流也將增大，溫升將增加。當(dāng)轉(zhuǎn)差增大、轉(zhuǎn)速下降時(shí)，其輸出功率將將增加。當(dāng)轉(zhuǎn)差增大、轉(zhuǎn)速下降

3、時(shí)，其輸出功率將迅速減少。迅速減少。3.3.電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程將大為增加，啟動(dòng)過程溫度過高。電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)過程將大為增加，啟動(dòng)過程溫度過高。4.4.電爐等電熱設(shè)備的發(fā)熱量降低。電爐等電熱設(shè)備的發(fā)熱量降低。5.5.危及電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。危及電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性。4.1 4.1 電力系統(tǒng)電壓控制的意義電力系統(tǒng)電壓控制的意義4.1 4.1 電力系統(tǒng)電壓控制的意義電力系統(tǒng)電壓控制的意義 嚴(yán)格保證電壓在額定水平下工作，也沒嚴(yán)格保證電壓在額定水平下工作，也沒有必要，允許的電壓偏移：有必要，允許的電壓偏移： 35kV35kV及以上：及以上： 5%10kV以下：以下： 7%低壓照明：低壓照明： +5%，-10

4、%農(nóng)村電網(wǎng)：農(nóng)村電網(wǎng)： 7.5%，-10% （+10%，-15%）第第2 2節(jié)節(jié) 電力系統(tǒng)的無功功率電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系平衡與電壓的關(guān)系4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率平衡 無功負(fù)荷與無功電源失去平衡時(shí)，會(huì)無功負(fù)荷與無功電源失去平衡時(shí)，會(huì) 引起系統(tǒng)電壓的升高或下降引起系統(tǒng)電壓的升高或下降 無功功率的平衡應(yīng)本著分層、分區(qū)、無功功率的平衡應(yīng)本著分層、分區(qū)、 就地平衡的原則就地平衡的原則 無功電源的無功輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù)無功電源的無功輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)負(fù) 荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無功荷和網(wǎng)絡(luò)損耗在額定電壓下對(duì)無功功功 率的需求

5、率的需求4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系 異步電動(dòng)機(jī)是電力系統(tǒng)主要的無功負(fù)荷 系統(tǒng)無功負(fù)荷的電壓特性主要由異步電動(dòng)機(jī)決定 無功功率負(fù)荷R/SjXaioijXmV=0.6=0.3QV=0.84.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率損耗 輸電線路的無功損耗輸電線路的無功損耗 變壓器的無功損耗變壓器的無功損耗變壓器的無功損耗QLT包括勵(lì)磁損耗Q0和漏抗中的損耗QT QLTQ0QTV2BT(S/V)2XT SN (VN/V)2NSSVs100%2100%Io4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電

6、電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系壓的關(guān)系輸電線路的無功損耗QLQBQL+QBXVQPXVQP222222212121)(22221VVBXVQP212121無功功率損耗 變壓器的無功損耗 輸電線路的無功損耗)(22221VVB4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系輸電線路損耗 35KV及以下的架空線路 110KV及以上的架空線路jB/2R+jXP2+jQ2P1+jQ1jB/2V1V24.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率電源電源q 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)q 同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)q 靜電電容器靜電

7、電容器 q 靜止無功補(bǔ)償器靜止無功補(bǔ)償器 q 靜止無功發(fā)生器靜止無功發(fā)生器 4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率電源電源q 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)q 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)是唯一發(fā)電機(jī)是唯一的有功功率電的有功功率電源，又是最基源，又是最基本的無功功率本的無功功率電源電源Q QB BD DC CA AP PO OE EjXdIN4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率電源電源q 同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī) 同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步同步調(diào)相機(jī)相當(dāng)于空載運(yùn)行的同步發(fā)電機(jī)。在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，向系

8、統(tǒng)供給發(fā)電機(jī)。在過勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，向系統(tǒng)供給無功功率，起無功電源的作用；在欠勵(lì)無功功率，起無功電源的作用；在欠勵(lì)磁運(yùn)行時(shí)，它吸收感性無功功率，起無磁運(yùn)行時(shí)，它吸收感性無功功率，起無功負(fù)荷作用。由于響應(yīng)速度較慢，難以功負(fù)荷作用。由于響應(yīng)速度較慢，難以適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功控制的要求，適應(yīng)動(dòng)態(tài)無功控制的要求，2020世紀(jì)世紀(jì)7070年年代以來已逐漸被靜止無功補(bǔ)償裝置所取代以來已逐漸被靜止無功補(bǔ)償裝置所取代。代。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率電源電源q 靜電電容器靜電電容器 靜電電容器供給的無功功率靜電電容器供給的無功功率Qc與所在節(jié)點(diǎn)與所在節(jié)

9、點(diǎn)的電壓的電壓V的平方成正比，即：的平方成正比，即： QcV2/Xc，式中，式中，Xc1/c為靜電電容器的電抗。當(dāng)節(jié)為靜電電容器的電抗。當(dāng)節(jié)點(diǎn)電壓下降時(shí)，它供給系統(tǒng)的無功功率將點(diǎn)電壓下降時(shí)，它供給系統(tǒng)的無功功率將減少。因此，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或由于其他減少。因此，當(dāng)系統(tǒng)發(fā)生故障或由于其他原因電壓下降時(shí)，電容器無功輸出的減少原因電壓下降時(shí)，電容器無功輸出的減少將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降。換言之，電容器的將導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降。換言之，電容器的無功功率調(diào)節(jié)性能比較差。無功功率調(diào)節(jié)性能比較差。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率電源電源q 靜止無功補(bǔ)償

10、器靜止無功補(bǔ)償器 SVCSVC由靜電電容器與由靜電電容器與電抗器并聯(lián)組成，電抗器并聯(lián)組成，SVCSVC在我國電力系統(tǒng)在我國電力系統(tǒng)中得到廣泛應(yīng)用。中得到廣泛應(yīng)用。飽和電抗器型飽和電抗器型可控硅控制電可控硅控制電抗器型抗器型(TCR)(TCR)可控硅投切電可控硅投切電容器型容器型(TCR)(TCR)TCRTCR和和TSCTSC組合組合型型4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率電源電源q 靜止無功發(fā)生器靜止無功發(fā)生器 它是一種更為先進(jìn)的靜止型無功補(bǔ)償裝置它是一種更為先進(jìn)的靜止型無功補(bǔ)償裝置(SVG)(SVG)，它的主體是電壓源型逆變器。

11、適當(dāng)，它的主體是電壓源型逆變器。適當(dāng)控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改控制逆變器的輸出電壓，就可以靈活地改變變SVGSVG的運(yùn)行工況，使其處于容性負(fù)荷、感的運(yùn)行工況，使其處于容性負(fù)荷、感性負(fù)荷或零負(fù)荷狀態(tài)。與性負(fù)荷或零負(fù)荷狀態(tài)。與SVCSVC比較，比較，SVGSVG具具有有響應(yīng)快響應(yīng)快、運(yùn)行范圍寬運(yùn)行范圍寬、諧波電流含量少諧波電流含量少等優(yōu)點(diǎn)。尤其是等優(yōu)點(diǎn)。尤其是電壓較低時(shí)仍可向系統(tǒng)注電壓較低時(shí)仍可向系統(tǒng)注入較大的無功電流入較大的無功電流。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率平衡平衡l無功功率平衡的基本要求無功功率平衡的基本要求

12、l無功電源發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)無功電源發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗之和；荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗之和；l系統(tǒng)還必須配置一定的無功備用容量；系統(tǒng)還必須配置一定的無功備用容量；l盡量避免通過電網(wǎng)元件大量地傳送無功功率，應(yīng)盡量避免通過電網(wǎng)元件大量地傳送無功功率，應(yīng)該分地區(qū)分電壓級(jí)地進(jìn)行無功功率平衡；該分地區(qū)分電壓級(jí)地進(jìn)行無功功率平衡；l一般情況下按照正常最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行方式一般情況下按照正常最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行方式計(jì)算無功平衡，必要時(shí)還應(yīng)校驗(yàn)?zāi)承┰O(shè)備檢修時(shí)計(jì)算無功平衡，必要時(shí)還應(yīng)校驗(yàn)?zāi)承┰O(shè)備檢修時(shí)或故障后運(yùn)行方式下的無功功率平衡?；?/p>

13、故障后運(yùn)行方式下的無功功率平衡。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率平衡平衡系統(tǒng)無功功率平衡關(guān)系式：系統(tǒng)無功功率平衡關(guān)系式： Q QGCGCQ QLDLDQ QL LQ Qres res Q QGCGC為電源供應(yīng)的無功功率之和，為電源供應(yīng)的無功功率之和，Q QLDLD為無功負(fù)荷為無功負(fù)荷之和，之和，Q QL L為網(wǎng)絡(luò)無功功率損耗之和，為網(wǎng)絡(luò)無功功率損耗之和，Q Qresres為無功為無功功率備用；功率備用； Q Qresres00表示系統(tǒng)中無功功率可以平衡且有適量的表示系統(tǒng)中無功功率可以平衡且有適量的備用；備用；Q Qresres

14、00表示系統(tǒng)中無功功率不足，應(yīng)考慮表示系統(tǒng)中無功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無功補(bǔ)償裝置。加設(shè)無功補(bǔ)償裝置。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功無功功率功率平衡平衡l系統(tǒng)電源的總無功出力系統(tǒng)電源的總無功出力Q QGCGC包括發(fā)電機(jī)的無功功包括發(fā)電機(jī)的無功功率率Q QGG和各種無功補(bǔ)償設(shè)備的無功功率和各種無功補(bǔ)償設(shè)備的無功功率Q QCC，即，即 Q QGCGCQ QGGQ QCCl總無功負(fù)荷總無功負(fù)荷Q QLDLD按負(fù)荷的有功功率和功率因數(shù)計(jì)按負(fù)荷的有功功率和功率因數(shù)計(jì)算。算。l網(wǎng)絡(luò)的總無功損耗網(wǎng)絡(luò)的總無功損耗Q QL L包括變壓器的無功損耗包括變壓器

15、的無功損耗Q QLTLT、線路電抗的無功損耗線路電抗的無功損耗QQLL和線路電納的無功功和線路電納的無功功率率QQBB，即，即 Q QL L Q QLTLTQQLLQQBB 4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系l總之，無功平衡是一個(gè)比有功平衡更復(fù)雜的問題。總之，無功平衡是一個(gè)比有功平衡更復(fù)雜的問題。 一方面，要考慮總的無功功率平衡，要考慮分地一方面，要考慮總的無功功率平衡，要考慮分地區(qū)的無功平衡，還要計(jì)及超高壓線路充電功率、區(qū)的無功平衡，還要計(jì)及超高壓線路充電功率、網(wǎng)損、線路改造、投運(yùn)、新變壓器投運(yùn)及各種大網(wǎng)損、線路改造、投運(yùn)、新變壓器投運(yùn)及各種

16、大用戶對(duì)無功平衡的影響。用戶對(duì)無功平衡的影響。l 一般無功功率按照一般無功功率按照就地平衡的原則就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量進(jìn)行補(bǔ)償容量 l 的分配。小容量的、分散的無功補(bǔ)償可采用的分配。小容量的、分散的無功補(bǔ)償可采用靜靜止止l 電容器電容器；大容量的配置在系統(tǒng)中樞點(diǎn)的無功補(bǔ)；大容量的配置在系統(tǒng)中樞點(diǎn)的無功補(bǔ)償償l 則宜采用則宜采用同步調(diào)相機(jī)或同步調(diào)相機(jī)或SVCSVC。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率平衡的討論：無功功率平衡的討論： 1 1、全局平衡和分地區(qū)平衡，保證滿足以上總的、全局平衡和分地區(qū)平衡，保證滿足以上總的平衡條件，不一定滿

17、足電壓要求，還必需實(shí)現(xiàn)局平衡條件，不一定滿足電壓要求，還必需實(shí)現(xiàn)局部無功功率平衡，部無功功率平衡，無功功率的分層次就地平衡是無功功率的分層次就地平衡是一個(gè)基本原則一個(gè)基本原則。2 2、任何時(shí)候網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際產(chǎn)生和消耗和無功功率、任何時(shí)候網(wǎng)絡(luò)中實(shí)際產(chǎn)生和消耗和無功功率相等。相等。3 3、快速無功功率，無功功率動(dòng)態(tài)平衡。、快速無功功率，無功功率動(dòng)態(tài)平衡。4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率對(duì)電壓有決定性的影無功功率對(duì)電壓有決定性的影響；響；無功功率是引起電壓損耗的主無功功率是引起電壓損耗的主要原因；要原因；無功功率的遠(yuǎn)距離傳輸和就地平無功功率的遠(yuǎn)

18、距離傳輸和就地平衡；衡；節(jié)點(diǎn)電壓有效值的大小對(duì)無功功節(jié)點(diǎn)電壓有效值的大小對(duì)無功功率分布起決定性作用。率分布起決定性作用。無功無功功率功率和電和電壓的壓的關(guān)系關(guān)系4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系jXjXV Vi iP+jQP+jQE EI IV VjXjXI IE E 4.2 4.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系22111 1aaa ac c2 2Q QV VVaVaVaVaO O4.2 4.2

19、 電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電力系統(tǒng)的無功功率平衡與電壓的關(guān)系電壓的關(guān)系無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系無功功率平衡與電壓水平的關(guān)系 總之，實(shí)現(xiàn)無功功率在額定電壓下的平衡總之，實(shí)現(xiàn)無功功率在額定電壓下的平衡是保證電壓質(zhì)量的基本條件。是保證電壓質(zhì)量的基本條件。第2章 思考題 1、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁控制系統(tǒng)的有哪些任務(wù)？ 2、同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的基本要求有哪些？ 3、簡述同步發(fā)電機(jī)勵(lì)磁調(diào)節(jié)器的功能和基本原理？ 4、簡述勵(lì)磁調(diào)節(jié)器有哪幾部分構(gòu)成？第3章 思考題 1、簡述電力系統(tǒng)頻率和有功功率控制的必要性？ 2、簡述頻率和有功功率平衡之間的關(guān)系？ 3、簡述一次調(diào)頻和二次調(diào)頻 4、簡述實(shí)現(xiàn)自動(dòng)調(diào)頻的方法有哪些？第

20、第3 3節(jié)節(jié) 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施中樞中樞點(diǎn)的點(diǎn)的定義定義電力系統(tǒng)中重要的電壓支撐點(diǎn)；電力系統(tǒng)中重要的電壓支撐點(diǎn)；電力系統(tǒng)中負(fù)荷點(diǎn)數(shù)目眾多又很分散，有必要選電力系統(tǒng)中負(fù)荷點(diǎn)數(shù)目眾多又很分散，有必要選擇一些有代表性的負(fù)荷點(diǎn)；擇一些有代表性的負(fù)荷點(diǎn)；這些點(diǎn)的電壓質(zhì)量符合要求，其它各點(diǎn)的電壓質(zhì)這些點(diǎn)的電壓質(zhì)量符合要求，其它各點(diǎn)的電壓質(zhì)量也能基本滿足要求。量也能基本滿足要求。中樞中樞點(diǎn)的點(diǎn)的選擇選擇區(qū)域性水、火電廠的區(qū)域性水、火電廠的高壓母線高壓母線；樞紐變電所的樞紐變電所的二次母線二次母線；有大量地方負(fù)荷的有大量地方負(fù)荷的發(fā)

21、電機(jī)電壓母線發(fā)電機(jī)電壓母線；中樞點(diǎn)設(shè)置數(shù)量不少于全網(wǎng)中樞點(diǎn)設(shè)置數(shù)量不少于全網(wǎng)220KV220KV及以上電壓及以上電壓等級(jí)變電所總數(shù)的等級(jí)變電所總數(shù)的7 7。 中樞點(diǎn)的電壓管理中樞點(diǎn)的電壓管理4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施中樞中樞點(diǎn)調(diào)點(diǎn)調(diào)壓模壓模式式q 逆調(diào)壓模式逆調(diào)壓模式q 順調(diào)壓模式順調(diào)壓模式q 恒調(diào)壓模式恒調(diào)壓模式4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施中樞點(diǎn)調(diào)中樞點(diǎn)調(diào)壓模式壓模式q 逆調(diào)壓模式逆調(diào)壓模式在大負(fù)荷時(shí)升高電壓，小負(fù)荷時(shí)降低電壓的調(diào)壓方式。在大負(fù)荷時(shí)升高電壓，小負(fù)荷時(shí)降低電壓的調(diào)壓方式。一般采用逆調(diào)壓方式，在最大負(fù)荷時(shí)可保持中樞點(diǎn)電一般采用逆調(diào)

22、壓方式，在最大負(fù)荷時(shí)可保持中樞點(diǎn)電壓比線路額定電壓高壓比線路額定電壓高5 5，在最小負(fù)荷時(shí)保持為線路，在最小負(fù)荷時(shí)保持為線路額定電壓。額定電壓。供電線路較長、負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)供電線路較長、負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)往往往要求采用這種調(diào)壓方式。往要求采用這種調(diào)壓方式。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施中樞點(diǎn)調(diào)中樞點(diǎn)調(diào)壓模式壓模式q 順調(diào)壓模式順調(diào)壓模式大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線路額定大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線路額定電壓的電壓的102.5102.5；小負(fù)荷時(shí)允許其電壓高一些，但不；小負(fù)荷時(shí)允許其電壓高一些，但不超過線路額定電壓的超過線路額定電壓的107.

23、5107.5的調(diào)壓模式。對(duì)于某些的調(diào)壓模式。對(duì)于某些供電距離較近供電距離較近，或者，或者負(fù)荷變動(dòng)不大的變電所負(fù)荷變動(dòng)不大的變電所，可以采，可以采用這種調(diào)壓方式。用這種調(diào)壓方式。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施中樞點(diǎn)調(diào)中樞點(diǎn)調(diào)壓模式壓模式q 恒調(diào)壓模式恒調(diào)壓模式介于前面兩種調(diào)壓方式之間的調(diào)壓方式是恒調(diào)壓。即介于前面兩種調(diào)壓方式之間的調(diào)壓方式是恒調(diào)壓。即在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值，在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高一般較線路額定電壓高2 25 54.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 電壓調(diào)整的基本原理電壓調(diào)整的基

24、本原理R+jXP+jQ1:K1Vb1:K2VGV Vb b=(V=(VG Gk k1 1V)/kV)/k2 2(V(VG Gk k1 1 )/ k)/ k2 2 式中式中k k1 1和和k k2 2分別為升壓和降壓變壓器的變比，分別為升壓和降壓變壓器的變比，R R和和X X分別為變壓器和線路的總電阻和總電抗分別為變壓器和線路的總電阻和總電抗PRQXV4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 電壓調(diào)整的基本原理電壓調(diào)整的基本原理 由公式可見，為了調(diào)整用戶端電壓由公式可見，為了調(diào)整用戶端電壓V Vb b可以采取可以采取以下措施：以下措施： 1 1、調(diào)節(jié)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓、調(diào)節(jié)勵(lì)

25、磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓V VG G 2 2、適當(dāng)選擇變壓器的變比、適當(dāng)選擇變壓器的變比 3 3、改變線路的參數(shù)、改變線路的參數(shù) 4 4、改變無功功率的分布、改變無功功率的分布4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)調(diào)壓 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)調(diào)壓對(duì)于不同類型的供電網(wǎng)絡(luò)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓所起作用對(duì)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：不同：（1 1）

26、由孤立的發(fā)電廠不經(jīng)升壓直接供電的小型由孤立的發(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)端電壓就可以滿足負(fù)荷點(diǎn)的電力網(wǎng)，改變發(fā)電機(jī)端電壓就可以滿足負(fù)荷點(diǎn)的電壓質(zhì)量要求，不必另外再增加調(diào)壓設(shè)備；電壓質(zhì)量要求，不必另外再增加調(diào)壓設(shè)備；（2 2）對(duì)于線路較長、供電范圍較大、有多級(jí)變對(duì)于線路較長、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)壓主要是為了滿足近處壓的供電系統(tǒng)，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；地方負(fù)荷的電壓質(zhì)量要求；4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)調(diào)壓（3 3）對(duì)于由若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的電力系統(tǒng)，對(duì)于由若干

27、發(fā)電廠并列運(yùn)行的電力系統(tǒng)， 進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠需有相當(dāng)充裕的無功進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠需有相當(dāng)充裕的無功 容量儲(chǔ)備，一般不易滿足。另外調(diào)整個(gè)別容量儲(chǔ)備，一般不易滿足。另外調(diào)整個(gè)別 發(fā)電廠的母線電壓，會(huì)引起無功功率重新發(fā)電廠的母線電壓，會(huì)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)生矛分配，可能同無功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛 盾。所以在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一盾。所以在大型電力系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)調(diào)壓一 般只作為一種輔助性的調(diào)壓措施。般只作為一種輔助性的調(diào)壓措施。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 發(fā)電機(jī)調(diào)壓發(fā)電機(jī)調(diào)壓 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓 利用

28、無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓 線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓線路串聯(lián)電容補(bǔ)償調(diào)壓4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓 改變變壓器變比可以升高或降低次級(jí)繞組的電改變變壓器變比可以升高或降低次級(jí)繞組的電壓。改變變壓器的變比調(diào)壓實(shí)際上就是根據(jù)調(diào)壓要壓。改變變壓器的變比調(diào)壓實(shí)際上就是根據(jù)調(diào)壓要求適當(dāng)選擇分接頭。求適當(dāng)選擇分接頭。（1 1）降壓變壓器分接頭的選擇）降壓變壓器分接頭的選擇V V2 2P+jQP+jQV V1 1R RT T j jX XT T4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 1、降壓變壓器分接頭

29、的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇V2P+jQV1RT jXT 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓VT（PRTQXT）/V1V2(V1VT)/k式中，式中，kV1t/V2N是變壓器的變比，即高壓繞組分接頭電壓是變壓器的變比，即高壓繞組分接頭電壓V1t和低壓繞組額定電壓和低壓繞組額定電壓V2N之比。將之比。將k代入上式，得高壓側(cè)代入上式，得高壓側(cè)分接頭電壓：分接頭電壓： V1t(V1VT)/V2 *V2N當(dāng)變壓器通過不同的功率時(shí)，可以通過計(jì)算求出在不同負(fù)荷當(dāng)變壓器通過不同的功率時(shí)，可以通過計(jì)算求出在不同負(fù)荷下為滿足低壓側(cè)調(diào)壓要求所應(yīng)選擇的高壓側(cè)分接頭電壓。下為滿足低壓側(cè)調(diào)壓要求所應(yīng)選擇的高壓側(cè)分接

30、頭電壓。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓 普通的雙繞組變壓器的分接頭只能在停電情況下改變，普通的雙繞組變壓器的分接頭只能在停電情況下改變，在正常運(yùn)行中無論負(fù)荷怎樣變化只能使用一個(gè)固定的分接頭。在正常運(yùn)行中無論負(fù)荷怎樣變化只能使用一個(gè)固定的分接頭。這樣可以計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷下所要求的分接頭電壓。這樣可以計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷下所要求的分接頭電壓。 V1tmax（V1maxVtmax）V2N/V2max V1tmin（V1minVtmin）V2N/V2min 然后求取它們的算術(shù)平均值，

31、即然后求取它們的算術(shù)平均值，即 V1t.av（V1tmax V1tmin）/2 根據(jù)計(jì)算值可選擇一個(gè)與它最接近的分接頭，然后根據(jù)根據(jù)計(jì)算值可選擇一個(gè)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(shí)低壓母線電壓上所選取的分接頭校驗(yàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)低壓母線電壓上的實(shí)際電壓是否符合要求。的實(shí)際電壓是否符合要求。 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施maxmaxjQP min1tVminminjQP max1tVmaxV minV 當(dāng)考慮負(fù)荷變化時(shí)，分別求出最大和最小負(fù)荷時(shí)的抽

32、頭選擇，當(dāng)考慮負(fù)荷變化時(shí)，分別求出最大和最小負(fù)荷時(shí)的抽頭選擇，然后取其算術(shù)平均值，再進(jìn)行校驗(yàn)是否滿足電壓要求，基本步驟然后取其算術(shù)平均值，再進(jìn)行校驗(yàn)是否滿足電壓要求，基本步驟如下如下 ： 1）根據(jù)最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行情況，求出其一次側(cè)電壓根據(jù)最大和最小負(fù)荷的運(yùn)行情況，求出其一次側(cè)電壓 和和 ，以及通過變壓器的負(fù)荷，以及通過變壓器的負(fù)荷 ， 求求取變壓器的電壓損耗取變壓器的電壓損耗 和和 。 2）套用公式計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)的分接頭選擇。套用公式計(jì)算最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)的分接頭選擇。 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓4 4）選擇最接近的

33、分接頭作為所選分接頭選擇最接近的分接頭作為所選分接頭 1maxmax1 max22 maxtNVVVVV 1minmin1 min22 mintNVVVVV 3）取其算術(shù)平均值取其算術(shù)平均值11m ax1m in1()2tttVVV4.3 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 1、降壓變壓器分接頭的選擇、降壓變壓器分接頭的選擇 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓5 5）套用低壓側(cè)電壓計(jì)算公式進(jìn)行校驗(yàn)套用低壓側(cè)電壓計(jì)算公式進(jìn)行校驗(yàn)1 m axm ax2 m ax21TNtVVVVV 1m inm in2 m in21TNtVVVVV 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控

34、制的措施2、升壓變壓器分接頭的選擇、升壓變壓器分接頭的選擇 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓V V2 2P+jQP+jQV V1 1R RT T j jX XT T電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施選擇升壓變壓器分接頭的方法選擇升壓變壓器分接頭的方法與選擇降壓變壓器的基本相同與選擇降壓變壓器的基本相同4.3 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施2、升壓變壓器分接頭的選擇、升壓變壓器分接頭的選擇 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓 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，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，故公式中故公式中VT前的符號(hào)應(yīng)相反，即應(yīng)將電壓損耗和高壓側(cè)

35、前的符號(hào)應(yīng)相反，即應(yīng)將電壓損耗和高壓側(cè)電壓相加。因而有電壓相加。因而有V1t(V1+VT)/V2 *V2N式中，式中， V V2 2為變壓器低壓側(cè)的實(shí)際電壓或給定電壓；為變壓器低壓側(cè)的實(shí)際電壓或給定電壓； V V1 1為高為高壓側(cè)所要求的電壓。壓側(cè)所要求的電壓。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施（1 1）采用固定分接頭的變壓器進(jìn)行調(diào)壓，不可能改變電壓損采用固定分接頭的變壓器進(jìn)行調(diào)壓，不可能改變電壓損 耗的數(shù)值，也不能改變負(fù)荷變化時(shí)次級(jí)電壓的變化幅度；耗的數(shù)值，也不能改變負(fù)荷變化時(shí)次級(jí)電壓的變化幅度； 通過對(duì)變比的適當(dāng)選擇，只能把這一電壓變化幅度對(duì)于通過對(duì)變比的適當(dāng)選擇，只能把

36、這一電壓變化幅度對(duì)于 次級(jí)額定電壓的相對(duì)位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。次級(jí)額定電壓的相對(duì)位置進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整。（2 2）如果計(jì)及變壓器電壓損耗在內(nèi)的總損耗，最大負(fù)荷和最如果計(jì)及變壓器電壓損耗在內(nèi)的總損耗，最大負(fù)荷和最 小負(fù)荷時(shí)的電壓變化幅度超過了分接頭的可能調(diào)整范圍，小負(fù)荷時(shí)的電壓變化幅度超過了分接頭的可能調(diào)整范圍， 或者調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際的相反，則此時(shí)要裝設(shè)或者調(diào)壓要求的變化趨勢(shì)與實(shí)際的相反，則此時(shí)要裝設(shè) 帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器或采用其它調(diào)壓措施。帶負(fù)荷調(diào)壓的變壓器或采用其它調(diào)壓措施。 改變變壓器變比調(diào)壓改變變壓器變比調(diào)壓總結(jié)總結(jié)4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施三繞組變壓器分接頭的

37、選擇三繞組變壓器分接頭的選擇 將高低壓繞組看作雙繞組，確定高壓繞組抽頭；將高低壓繞組看作雙繞組，確定高壓繞組抽頭； 將高中壓繞組看作雙繞組，確定中壓繞組分抽頭將高中壓繞組看作雙繞組，確定中壓繞組分抽頭 位置。位置。注意：功率分布注意：功率分布4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器）有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器）有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器），一般只用于樞紐變有載調(diào)壓變壓器（加壓調(diào)壓變壓器），一般只用于樞紐變電所，控制策略一般與靜電電容器電所，控制策略一般與靜電電容器C C、靜止無功發(fā)生器、靜止無功發(fā)生器SVGSVG等聯(lián)合控制。等聯(lián)合控制。 4.3

38、 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓 無功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，但是無功功無功功率的產(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。率沿電力網(wǎng)傳送卻要引起有功功率損耗和電壓損耗。 合理地配置無功功率補(bǔ)償容量以改變電力網(wǎng)的無合理地配置無功功率補(bǔ)償容量以改變電力網(wǎng)的無功潮流分布，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗和電壓功潮流分布，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗和電壓損耗，從而改善用戶處的電壓質(zhì)量。損耗，從而改善用戶處的電壓質(zhì)量。 并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備有調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、電容器，并聯(lián)補(bǔ)償設(shè)備有調(diào)相機(jī)、靜

39、止補(bǔ)償器、電容器，它們的作用都是在重負(fù)荷時(shí)發(fā)出感性無功功率，補(bǔ)償它們的作用都是在重負(fù)荷時(shí)發(fā)出感性無功功率，補(bǔ)償負(fù)荷的需要，減少由于輸送這些感性無功功率而在輸負(fù)荷的需要，減少由于輸送這些感性無功功率而在輸電線路上產(chǎn)生的電壓降落，提高負(fù)荷端的輸電電壓。電線路上產(chǎn)生的電壓降落，提高負(fù)荷端的輸電電壓。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓1 1、并聯(lián)無功補(bǔ)償調(diào)壓的基本原理、并聯(lián)無功補(bǔ)償調(diào)壓的基本原理 2 2、按調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償量的基本原理、按調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償量的基本原理 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施VQXPRVVXQQPR

40、VC221VQXPRVV補(bǔ)償前：補(bǔ)償前：補(bǔ)償后：補(bǔ)償后： 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓第二項(xiàng)很小第二項(xiàng)很小 122()cccPRQQ XVVV22222()()ccccVPRQXPRQXQVVxxV4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施 222VVxVQccc CCCVXQQPRVVQXPRV2222 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓選擇補(bǔ)償容量的基本原則：選擇補(bǔ)償容量的基本原則：在滿足各種運(yùn)行方式下的調(diào)壓要在滿足各種運(yùn)行方式下的調(diào)壓要求下，與其它調(diào)壓方式配合，使補(bǔ)償容量最小。求下，與其它調(diào)壓方式配合，使補(bǔ)償容量最小。2222()ccck VVQVxk2222

41、()cck VVVx有補(bǔ)償?shù)淖儔浩鬟x擇的基本原則有補(bǔ)償?shù)淖儔浩鬟x擇的基本原則：在滿足調(diào)壓的要求下，：在滿足調(diào)壓的要求下，使補(bǔ)償容量最小。使補(bǔ)償容量最小。 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓（1 1）補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器）補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器 通常在大負(fù)荷時(shí)降壓變電所電壓偏低，小通常在大負(fù)荷時(shí)降壓變電所電壓偏低，小負(fù)荷時(shí)電壓偏高。電容器只能發(fā)出感性無功功負(fù)荷時(shí)電壓偏高。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(shí)卻不能吸收感性率以提高電壓，但電壓過高時(shí)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)償容無

42、功功率來使電壓降低。為了充分利用補(bǔ)償容量，在量，在最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部投入最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部投入，在，在最小最小負(fù)荷時(shí)全部退出。負(fù)荷時(shí)全部退出。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓（1 1）補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器）補(bǔ)償設(shè)備為靜電電容器 根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負(fù)荷時(shí)沒有補(bǔ)償，這根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負(fù)荷時(shí)沒有補(bǔ)償，這樣變壓器變比樣變壓器變比 按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償容量按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求選擇補(bǔ)償容量 22 max2max2 max()cccVVQVkxk 校驗(yàn)實(shí)際電壓是否滿足要求校驗(yàn)實(shí)際電壓是否滿足要求4

43、.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施NNtVVVXQRPVVVVV221111222minminminminminminmin電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓（2 2）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī) 調(diào)相機(jī)的特點(diǎn)是既能過勵(lì)磁運(yùn)行，又能欠調(diào)相機(jī)的特點(diǎn)是既能過勵(lì)磁運(yùn)行，又能欠勵(lì)磁運(yùn)行。如果調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)按額定容勵(lì)磁運(yùn)行。如果調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)按額定容量過勵(lì)磁運(yùn)行，在最小負(fù)荷按（量過勵(lì)磁運(yùn)行，在最小負(fù)荷按（0.50.50.650.65）額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，那么，調(diào)相機(jī)的容量將額定容量欠勵(lì)磁運(yùn)行，那么，調(diào)相機(jī)的容量將得到最充分的利用。得到

44、最充分的利用。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓（2 2）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)同步調(diào)相機(jī)容量選擇同步調(diào)相機(jī)容量選擇最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)發(fā)出全部容性無功最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)發(fā)出全部容性無功 ，最小負(fù)，最小負(fù)荷時(shí)吸收荷時(shí)吸收 感性無功，（感性無功，（ ），有：），有： 兩式相除：兩式相除： 4.3 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施CNQCNQ6050.2222KKVVXVQCCCmaxmaxmax2222KKVVXVQCCCminminmin電壓電壓調(diào)整調(diào)整措施措施 利用無功功率補(bǔ)

45、償調(diào)壓利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓（2）補(bǔ)償設(shè)備為同步調(diào)相機(jī)按以上公式選擇按以上公式選擇k k和和 CNQ4.3 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施maxmaxmaxminminminCCCCCCVKVVVKVV22222222222222minmaxminminmaxmaxCCCCVVVVVVK 利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓總結(jié)利用無功功率補(bǔ)償調(diào)壓總結(jié)（1 1）電壓損耗）電壓損耗V（PRQX）/V 中包含兩個(gè)分量：一個(gè)中包含兩個(gè)分量：一個(gè) 是有功負(fù)荷及電阻產(chǎn)生的是有功負(fù)荷及電阻產(chǎn)生的PR/VPR/V分量；另一個(gè)是無功負(fù)荷分量；另一個(gè)是無功負(fù)荷 及電抗產(chǎn)生的及電抗產(chǎn)生的QX/VQX/V分量。

46、利用無功補(bǔ)償分量。利用無功補(bǔ)償調(diào)壓的效果與網(wǎng)調(diào)壓的效果與網(wǎng) 絡(luò)性質(zhì)及負(fù)荷情況有關(guān)。絡(luò)性質(zhì)及負(fù)荷情況有關(guān)。（2 2）在低壓電網(wǎng)中，）在低壓電網(wǎng)中，V V中有功功率引起的中有功功率引起的PR/VPR/V分量所占的分量所占的 比重大；在高壓電網(wǎng)中，比重大；在高壓電網(wǎng)中，V V中無功功率引起的中無功功率引起的QX/VQX/V分分 量所占比重大。在這種情況下，減少輸送無功功率可以量所占比重大。在這種情況下，減少輸送無功功率可以 產(chǎn)生比較顯著的調(diào)壓效果。反之，對(duì)截面不大的架空線產(chǎn)生比較顯著的調(diào)壓效果。反之，對(duì)截面不大的架空線 路和所有電纜線路，用這種方法調(diào)壓就不合適。路和所有電纜線路，用這種方法調(diào)壓就不合

47、適。4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施四、利用串聯(lián)電容器控制電壓四、利用串聯(lián)電容器控制電壓 在輸電線路上接入電容器，利用電容器上的容抗補(bǔ)償輸電在輸電線路上接入電容器，利用電容器上的容抗補(bǔ)償輸電線路中的感抗，使電壓損耗后的線路中的感抗，使電壓損耗后的QX/U分量減小，從而提高輸分量減小，從而提高輸電線路末端的電壓。電線路末端的電壓。 五、電力系統(tǒng)電壓控制措施的比較五、電力系統(tǒng)電壓控制措施的比較 在各種電壓控制措施中，在各種電壓控制措施中，首先應(yīng)該考慮發(fā)電機(jī)調(diào)壓首先應(yīng)該考慮發(fā)電機(jī)調(diào)壓。對(duì)。對(duì)無無功功率電源供應(yīng)較為充裕的系統(tǒng)，采用變壓器有載調(diào)壓功功率電源供應(yīng)較為充裕的系統(tǒng)，采用變壓

48、器有載調(diào)壓既靈既靈活又方便。對(duì)活又方便。對(duì)無功功率電源不足無功功率電源不足的電力系統(tǒng)，首先應(yīng)該解決的電力系統(tǒng)，首先應(yīng)該解決的問題是的問題是增加無功功率電源增加無功功率電源，因此以采用并聯(lián)電容器、調(diào)相，因此以采用并聯(lián)電容器、調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器為宜。同時(shí)，并聯(lián)電容器或調(diào)相機(jī)還可以降機(jī)或靜止補(bǔ)償器為宜。同時(shí)，并聯(lián)電容器或調(diào)相機(jī)還可以降低電力網(wǎng)中功率傳輸中的有功功率損耗。低電力網(wǎng)中功率傳輸中的有功功率損耗。 4.3 電力系統(tǒng)電壓控制的措施電力系統(tǒng)電壓控制的措施第第4 4節(jié)節(jié) 電力系統(tǒng)電壓的綜合控制電力系統(tǒng)電壓的綜合控制4.4 電力系統(tǒng)電壓的綜合控制電力系統(tǒng)電壓的綜合控制 發(fā)電機(jī)發(fā)電機(jī)G1和和G2具有自

49、動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，可以使母線電壓具有自動(dòng)勵(lì)磁調(diào)節(jié)裝置，可以使母線電壓U1、U2發(fā)生改變；發(fā)生改變；T為有載調(diào)壓變壓器，變比為有載調(diào)壓變壓器，變比K可以調(diào)節(jié)；可以調(diào)節(jié)；q代表無功補(bǔ)償設(shè)備，它可以是靜電電容器、同步調(diào)相機(jī)和代表無功補(bǔ)償設(shè)備，它可以是靜電電容器、同步調(diào)相機(jī)和靜止無功補(bǔ)償器?，F(xiàn)分析靜止無功補(bǔ)償器?，F(xiàn)分析G1和和G2控制的電壓控制的電壓U1和和U2、變壓、變壓器變比器變比K、補(bǔ)償容量、補(bǔ)償容量q這些控制措施對(duì)節(jié)點(diǎn)這些控制措施對(duì)節(jié)點(diǎn)3母線電壓母線電壓U3的的影響。由于電壓與無功功率分布密切相關(guān)，所以改變電壓影響。由于電壓與無功功率分布密切相關(guān)，所以改變電壓的同時(shí)也會(huì)對(duì)無功功率的同時(shí)也會(huì)對(duì)無功

50、功率Q產(chǎn)生影響。將節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生影響。將節(jié)點(diǎn)3電壓電壓U3、無功、無功功率功率Q定義為狀態(tài)變量，發(fā)電機(jī)母線電壓定義為狀態(tài)變量，發(fā)電機(jī)母線電壓U1、U2以及變壓以及變壓器 變 比器 變 比 K 和 無 功 補(bǔ) 償 量和 無 功 補(bǔ) 償 量 q 定 義 為 控 制 變 量 。定 義 為 控 制 變 量 。 一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理根據(jù)圖根據(jù)圖4-134-13，有，有由此可以解得由此可以解得 由此可以分析各種電壓控制措施對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓和由此可以分析各種電壓控制措施對(duì)節(jié)點(diǎn)電壓和無功功率無功功率Q Q的影響以及各種控制措施配合的效果。的影響以及各種控制措施配合的效果。 一、電力

51、系統(tǒng)電壓的綜合控制原理一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理)(qQXUUQXKUU2211qXXXKXXXUXXXUXXXU 21221222121212qXXXKXXUXXUXXQ 21221221121111 通過公式（通過公式（4-39）、（）、（4-40）可以獲得如下結(jié)論：）可以獲得如下結(jié)論： 改變變壓器變比改變變壓器變比K和改變發(fā)電機(jī)和改變發(fā)電機(jī)G1的母線電壓對(duì)節(jié)的母線電壓對(duì)節(jié)點(diǎn)點(diǎn)3電壓控制效果相同，并且可以使無功功率電壓控制效果相同，并且可以使無功功率Q增加，增加，而且參數(shù)比值而且參數(shù)比值X1/X2越小，電壓控制效果越顯著。越小，電壓控制效果越顯著。 改變發(fā)電機(jī)改變發(fā)電機(jī)G2的母線電壓的

52、母線電壓U2對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)3的母線電壓的母線電壓U3的影響與參數(shù)比值的影響與參數(shù)比值X2/X1有關(guān)，比值越小，影響越顯有關(guān)，比值越小，影響越顯著。著。 一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理當(dāng)當(dāng)X2越大，即越大，即G2離節(jié)點(diǎn)離節(jié)點(diǎn)3的距離相對(duì)較遠(yuǎn)時(shí)，改變發(fā)的距離相對(duì)較遠(yuǎn)時(shí)，改變發(fā)電機(jī)電機(jī)G1的母線電壓的母線電壓U1對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)3的電壓影響較大，會(huì)使的電壓影響較大，會(huì)使無功功率無功功率Q增加。反之，當(dāng)增加。反之，當(dāng)X1越大，即越大，即G1離節(jié)點(diǎn)離節(jié)點(diǎn)3的的距離相對(duì)遠(yuǎn)一些時(shí)，改變發(fā)電機(jī)距離相對(duì)遠(yuǎn)一些時(shí)，改變發(fā)電機(jī)G2的電壓的電壓U2對(duì)節(jié)點(diǎn)對(duì)節(jié)點(diǎn)3的電壓影響較大，會(huì)使無功功率的電

53、壓影響較大，會(huì)使無功功率Q減少。減少。 控制節(jié)點(diǎn)控制節(jié)點(diǎn)3的無功補(bǔ)償容量的無功補(bǔ)償容量q的效果與等效電抗的效果與等效電抗X1X2/(X1+X2)有關(guān)；等效電抗越大，控制電壓有關(guān)；等效電抗越大，控制電壓U3效果效果越好。越好。 節(jié)點(diǎn)節(jié)點(diǎn)3的無功補(bǔ)償輸出容量的無功補(bǔ)償輸出容量q按與輸電線路電抗成反按與輸電線路電抗成反比的關(guān)系向兩側(cè)流動(dòng)，其結(jié)果使無功功率比的關(guān)系向兩側(cè)流動(dòng)，其結(jié)果使無功功率Q減少。減少。一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理一、電力系統(tǒng)電壓的綜合控制原理二、變電站電壓無功綜合控制目標(biāo)二、變電站電壓無功綜合控制目標(biāo) 電力系統(tǒng)中電壓和無功功率的調(diào)整對(duì)電網(wǎng)的輸電能力、安全穩(wěn)定運(yùn)行水平和降低電能的損

54、耗有極大影響，故要對(duì)電壓和無功功率進(jìn)行綜合調(diào)控。 其具體的調(diào)控目標(biāo)如下： (1)維持供電電壓在規(guī)定的范圍內(nèi)。 各級(jí)供電母線電壓的允許波動(dòng)范圍(以額定電壓為基準(zhǔn))規(guī)定如下： 1)500(330)kV變電站的220kV母線，正常時(shí)0+10，事故時(shí)一5+10。 2)220kV變電站的35110kV母線，正常時(shí)-3+7，事故時(shí)10。 3)配電網(wǎng)的10kV母線，電壓合格范圍為10.010.7kV。二、二、變電站電壓的綜合控制目標(biāo) (2)(2)保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和合適的無功平衡保持電力系統(tǒng)穩(wěn)定和合適的無功平衡。 主輸電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)實(shí)現(xiàn)無功分層平衡；地區(qū)供電網(wǎng)絡(luò)應(yīng)實(shí)現(xiàn)無功分區(qū)就地平衡，才能保證各級(jí)供電母線電壓在規(guī)定

55、的范圍內(nèi)。 (3)(3)保證在電壓合格的前提下使電能損耗為最小保證在電壓合格的前提下使電能損耗為最小。 為了達(dá)到以上目標(biāo)，必須增強(qiáng)對(duì)無功功率和電壓的調(diào)控能力，充分利用現(xiàn)有的無功補(bǔ)償設(shè)備和調(diào)壓設(shè)備(調(diào)相機(jī)、靜止補(bǔ)償器、補(bǔ)償電容器、電抗器、有載調(diào)壓變壓器等)的作用，對(duì)它們進(jìn)行合理的優(yōu)化調(diào)控。二、二、變電站變電站電壓的綜合控制目標(biāo)電壓的綜合控制目標(biāo) 造成系統(tǒng)電壓下降的主要原因是系統(tǒng)的無功功率不足或無功功率分布不合理。 2.2.解決方法： 調(diào)壓手段：調(diào)壓手段： 發(fā)電廠-調(diào)整發(fā)電機(jī)勵(lì)磁 變電站-有載調(diào)壓變壓器的分接頭、 控制無功補(bǔ)償電容器 變電站中利用有載調(diào)壓變壓器和補(bǔ)償電容器組進(jìn)行局部的電壓及無功補(bǔ)償

56、的自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證負(fù)荷側(cè)母線電壓在規(guī)定范圍內(nèi)及進(jìn)線功率因數(shù)盡可能接近1，稱為變電站電壓無功綜合控制。 二、二、變電站變電站電壓的綜合控制目標(biāo)電壓的綜合控制目標(biāo) 注意注意：調(diào)壓措施本身不產(chǎn)生無功功率，但系統(tǒng)消耗的無功功率與電壓水平有關(guān)，因此在系統(tǒng)無功功率不足的情況下，不能用改變變比的辦法來提高系統(tǒng)的電壓水平；否則電壓水平調(diào)得越高，該地區(qū)的無功功率越不足，反而導(dǎo)致惡性循環(huán)。 所以在系統(tǒng)缺乏無功的情況下，必須利用補(bǔ)償電容器進(jìn)行調(diào)壓。 二、二、變電站變電站電壓的綜合控制目標(biāo)電壓的綜合控制目標(biāo) 控制無功補(bǔ)償電容器的投切，既能補(bǔ)充系統(tǒng)的無功功率，又可改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率的分布，改善功率因數(shù)，減少網(wǎng)損和電壓損

57、耗，從而有利于系統(tǒng)電壓水平的提高及改善用戶的電壓質(zhì)量。 因此，必須把調(diào)變壓器分接頭與控制電容器組的投、切結(jié)合起來，進(jìn)行合理的調(diào)控，才能起到既改善電壓水平，又降低網(wǎng)損的效果。 二、二、變電站變電站電壓的綜合控制目標(biāo)電壓的綜合控制目標(biāo) 典型的終端變電站一般有兩臺(tái)帶負(fù)荷調(diào)節(jié)的主變壓器，低壓10kV母線分段，兩段母線上各接有一組電容器組?？刂葡到y(tǒng)的設(shè)計(jì)必須能識(shí)別并適應(yīng)變電站的多種運(yùn)行方式，保證調(diào)節(jié)正確。另外，當(dāng)進(jìn)線、變電站發(fā)生不正常狀態(tài)或故障時(shí)，應(yīng)閉鎖控制裝置。 三、三、變電站電壓無功控制的規(guī)律變電站電壓無功控制的規(guī)律 （1）投切電力電容器 正常負(fù)載時(shí)，在變壓器低壓母線上投入電容器可以減少變電所高壓側(cè)

58、輸入的無功功率，實(shí)現(xiàn)無功就地平衡，從而減少流經(jīng)變壓器的電流，即減少變壓器的壓降，從而提高變電所低壓側(cè)電壓。 而在最小負(fù)荷或空載時(shí)，補(bǔ)償電容器可能引起變壓器低壓側(cè)電壓嚴(yán)重升高，并產(chǎn)生多余的有功損耗，需退出若干電容器容量。三、三、變電站變電站電壓無功控制的規(guī)律電壓無功控制的規(guī)律 （2）有載調(diào)壓改變變壓器分接頭位置，變壓器變比改變，從而改變低壓側(cè)電壓。當(dāng)?shù)蛪簜?cè)電壓降低時(shí)，同時(shí)會(huì)使負(fù)荷向系統(tǒng)吸收的無功功率也減少了。 可見：無功功率調(diào)節(jié)和有載調(diào)壓并不是互相獨(dú)立的問題，在有載調(diào)壓的同時(shí)也改變了無功功率，在無功功率調(diào)節(jié)的同時(shí)電壓也發(fā)生了變化。而且在負(fù)荷發(fā)生變化時(shí)，系統(tǒng)的電壓與無功功率也都會(huì)發(fā)生相應(yīng)變化。 理

59、想的電壓與無功功率的調(diào)節(jié)應(yīng)是一種綜合性的調(diào)節(jié)。三、三、變電站變電站電壓無功控制的規(guī)律電壓無功控制的規(guī)律 （1)采用硬件裝置。 采樣有載調(diào)壓變壓器和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的數(shù)據(jù)，通過控制和邏輯運(yùn)算實(shí)現(xiàn)電壓和無功自動(dòng)調(diào)節(jié)，以保證負(fù)荷側(cè)母線電壓在規(guī)定的范圍之內(nèi)及進(jìn)線功率因數(shù)盡可能高。 通常稱這種在變電站內(nèi)實(shí)現(xiàn)無功電壓綜合調(diào)節(jié)的方法為就地VQC調(diào)節(jié)方法。 四、電壓無功綜合控制的實(shí)現(xiàn)方法四、電壓無功綜合控制的實(shí)現(xiàn)方法 這種裝置具有獨(dú)立的硬件，因此它不受其他設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)影響，可靠性較高。 但它不能做到與變電站的就地監(jiān)控裝置共享硬軟件資源的要求，不能盡可能多地采集變電站的各種信息為綜合調(diào)節(jié)電壓和無功功率服務(wù)。 這

60、種裝置適合在電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)尚不太合理、基礎(chǔ)自動(dòng)化水平不高的電力網(wǎng)的變電站內(nèi)使用。 四、電壓無功綜合控制的實(shí)現(xiàn)方法四、電壓無功綜合控制的實(shí)現(xiàn)方法 (2)采用軟件VQC 它是在就地監(jiān)控主機(jī)上利用現(xiàn)成的遙測、遙信信息，通過運(yùn)行控制算法軟件，用軟件模塊控制方式來實(shí)現(xiàn)變電站電壓和無功自動(dòng)調(diào)節(jié)。 用這種方法可以發(fā)展為通過調(diào)度中心實(shí)施全系統(tǒng)電壓與無功的綜合在線控制。這是保持系統(tǒng)電壓正常、提高系統(tǒng)運(yùn)行可靠性的最佳方案。 這種方法的實(shí)施前提條件是電網(wǎng)網(wǎng)架結(jié)構(gòu)合理，基礎(chǔ)自動(dòng)化水平較高，尤其適用于綜合自動(dòng)化的變電站中。 四、電壓無功綜合控制的實(shí)現(xiàn)方法四、電壓無功綜合控制的實(shí)現(xiàn)方法 (3)廠站VQC和區(qū)域VQC 廠站V