電力系統(tǒng)基礎(chǔ)08(第5章)

1、 第五章第五章 電力系統(tǒng)的無功功率的平衡電力系統(tǒng)的無功功率的平衡及電壓調(diào)整及電壓調(diào)整 本章主要內(nèi)容：本章主要內(nèi)容： 理解并掌握電力系統(tǒng)無功功率平衡、理解并掌握電力系統(tǒng)無功功率平衡、電壓調(diào)整的電壓調(diào)整的基本概念基本概念，掌握電力系統(tǒng)中樞，掌握電力系統(tǒng)中樞點(diǎn)電壓的點(diǎn)電壓的調(diào)整方式調(diào)整方式及其及其調(diào)整措施調(diào)整措施。本章的主要內(nèi)容本章的主要內(nèi)容本章重點(diǎn)：電力系統(tǒng)無功功率平衡，本章重點(diǎn)：電力系統(tǒng)無功功率平衡，中樞點(diǎn)中樞點(diǎn)電壓調(diào)整電壓調(diào)整方式及調(diào)整措施；方式及調(diào)整措施；本章難點(diǎn)：電壓調(diào)整的本章難點(diǎn)：電壓調(diào)整的分析計(jì)算分析計(jì)算。(1) 電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本概念；電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本概念；(2)

2、電壓調(diào)整的基本概念；電壓調(diào)整的基本概念；(3) 電壓調(diào)整的措施；電壓調(diào)整的措施；(4) 調(diào)壓措施的應(yīng)用。調(diào)壓措施的應(yīng)用。問題問題1、電壓偏移如何影響現(xiàn)代生產(chǎn)和生活？、電壓偏移如何影響現(xiàn)代生產(chǎn)和生活？2、電力系統(tǒng)為何總存在電壓偏移？允許電壓偏移量？、電力系統(tǒng)為何總存在電壓偏移？允許電壓偏移量？3、電力系統(tǒng)電壓水平取決于什么？（無功平衡）、電力系統(tǒng)電壓水平取決于什么？（無功平衡）4、控制電壓水平的無功電源主要有哪些？分別有何特點(diǎn)？、控制電壓水平的無功電源主要有哪些？分別有何特點(diǎn)？5、現(xiàn)代大電力系統(tǒng)的電壓是如何管理和控制的？、現(xiàn)代大電力系統(tǒng)的電壓是如何管理和控制的？5.1.1、大電壓偏移對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)和

3、生活的影響？、大電壓偏移對(duì)現(xiàn)代生產(chǎn)和生活的影響？ 電力設(shè)備設(shè)計(jì)電力設(shè)備設(shè)計(jì)：額定電壓下才能有好技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能：額定電壓下才能有好技術(shù)經(jīng)濟(jì)性能 異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)：電壓低，定子電流顯著增大，溫升，加：電壓低，定子電流顯著增大，溫升，加速絕緣老化，燒電機(jī)；電壓高，破壞絕緣。速絕緣老化，燒電機(jī)；電壓高，破壞絕緣。 電熱設(shè)備電熱設(shè)備：電壓低，大大降低發(fā)熱量。：電壓低，大大降低發(fā)熱量。 照明設(shè)備照明設(shè)備：電壓低，發(fā)光不足；電壓高，影響壽命。：電壓低，發(fā)光不足；電壓高，影響壽命。 家用電器家用電器（如電視機(jī)）：電壓低，圖像不穩(wěn)定；電（如電視機(jī)）：電壓低，圖像不穩(wěn)定；電壓高，影響顯像管壽命。壓高，影響顯像管

4、壽命。5.1 5.1 概述概述 大電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)自身的影響？大電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)自身的影響？ 電壓低電壓低：功率損耗大、電能損耗增大，危機(jī)電力系：功率損耗大、電能損耗增大，危機(jī)電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性。統(tǒng)的穩(wěn)定性。 電壓高電壓高：破壞絕緣，超高壓網(wǎng)絡(luò)電暈損耗：破壞絕緣，超高壓網(wǎng)絡(luò)電暈損耗 電子設(shè)備、精密儀器電子設(shè)備、精密儀器：對(duì)電壓都極其敏感，要求更高，：對(duì)電壓都極其敏感，要求更高，電壓質(zhì)量已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)投資環(huán)境的重要因素。電壓質(zhì)量已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)投資環(huán)境的重要因素。 電力系統(tǒng)用戶電力系統(tǒng)用戶：要求提供電壓合格的優(yōu)質(zhì)電能商品。：要求提供電壓合格的優(yōu)質(zhì)電能商品。5.1.2 5.1.2 允許電壓偏移

5、允許電壓偏移 從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上綜合考慮，合理地規(guī)定供電電壓的從技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上綜合考慮，合理地規(guī)定供電電壓的允許偏移是完全必要的。允許偏移是完全必要的。 我國(guó)目前規(guī)定的正常運(yùn)行情況下供電電壓允許偏移：我國(guó)目前規(guī)定的正常運(yùn)行情況下供電電壓允許偏移：n35kV35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏移的絕對(duì)值之和不超過額及以上供電電壓正、負(fù)偏移的絕對(duì)值之和不超過額定電壓的定電壓的10%10%；n10kV10kV及以下三相供電電壓允許偏移為額定電壓的及以下三相供電電壓允許偏移為額定電壓的7%7%；n220V220V單相供電電壓允許偏移為額定電壓的單相供電電壓允許偏移為額定電壓的+7%+7%和和-10%-10%。

6、 如何使電壓偏移在合理的范圍內(nèi)？如何使電壓偏移在合理的范圍內(nèi)？ 首先要解決的問題是：首先要解決的問題是： # 電力系統(tǒng)的電壓水平取決于什么？電力系統(tǒng)的電壓水平取決于什么？電力系統(tǒng)的無功功率平衡電力系統(tǒng)的無功功率平衡5.25.2 電力系統(tǒng)的無功功率平衡電力系統(tǒng)的無功功率平衡重要概念：重要概念： 電力系統(tǒng)的運(yùn)行電力系統(tǒng)的運(yùn)行電壓水平取決于系統(tǒng)的無電壓水平取決于系統(tǒng)的無功功率的平衡功功率的平衡，即系統(tǒng)中各種無功電源的無功，即系統(tǒng)中各種無功電源的無功功率的輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)中負(fù)荷對(duì)無功功率的功率的輸出應(yīng)能滿足系統(tǒng)中負(fù)荷對(duì)無功功率的的消耗以及電力網(wǎng)絡(luò)對(duì)無功功率的損耗，否則的消耗以及電力網(wǎng)絡(luò)對(duì)無功功率的損耗

7、，否則電壓就會(huì)偏離額定值。電壓就會(huì)偏離額定值。5.2.1 5.2.1 負(fù)荷的電壓靜特性負(fù)荷的電壓靜特性 無功功率負(fù)荷無功功率負(fù)荷( (以滯后的功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備）以滯后的功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備） 異步電動(dòng)機(jī)在電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷中占很大比重。異步電動(dòng)機(jī)在電力系統(tǒng)的無功負(fù)荷中占很大比重。(1)(1)異步電動(dòng)機(jī)等值電路異步電動(dòng)機(jī)等值電路：DDDSQsin無功負(fù)荷無功負(fù)荷設(shè)備容量設(shè)備容量設(shè)備功率因數(shù)設(shè)備功率因數(shù)0IjXjXjXjXm mR/sR/s(2)(2)異步電動(dòng)機(jī)的無功功率與端電壓的關(guān)系曲線異步電動(dòng)機(jī)的無功功率與端電壓的關(guān)系曲線負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性=0.3=0.6=0.8QV

8、0.80.70.91.0受載系數(shù)。NQQ電動(dòng)機(jī)的無功功率電動(dòng)機(jī)的無功功率-電壓特性電壓特性(3)(3)負(fù)荷無功功率負(fù)荷無功功率- -電壓靜特性電壓靜特性一般采用綜合負(fù)荷表示。一般采用綜合負(fù)荷表示。(1)(1)線路無功損耗線路無功損耗 損耗損耗：無功損耗有功損耗：無功損耗有功損耗線路無功損耗約為線路無功損耗約為Q QD D的的25%25%。 輸電線路的無功損耗由兩部分組成：輸電線路的無功損耗由兩部分組成：Q QL L( (消耗消耗感性無功功率感性無功功率) )和和( (補(bǔ)充感性無功功率補(bǔ)充感性無功功率) )。5.2.2 5.2.2 電力網(wǎng)的無功損耗電力網(wǎng)的無功損耗2222211222212221

9、2()2LBLLBPQPQQI XXXVVBQVVQQQ 121V2VRjX1LS2LSLI1S2S1BS2BS1I2I35kV以下線路：以下線路： 由于電壓等級(jí)低，由于電壓等級(jí)低，B很小，線路基很小，線路基 本要消耗感性無功功率。本要消耗感性無功功率。110kV及以上的線路：及以上的線路： 當(dāng)傳輸功率較大時(shí)，當(dāng)傳輸功率較大時(shí)，L Q B ，線路消耗感性無功；，線路消耗感性無功； 當(dāng)傳輸功率較小時(shí)，有可能當(dāng)傳輸功率較小時(shí)，有可能L 00表示系統(tǒng)中無功功率表示系統(tǒng)中無功功率可以平衡且有適量的備用，可以平衡且有適量的備用， Q Qresres00 表示系統(tǒng)中無功表示系統(tǒng)中無功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無

10、功補(bǔ)償裝置功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無功補(bǔ)償裝置。 Q QGCGC為系統(tǒng)中無功電源總無功容量之和，包括發(fā)電為系統(tǒng)中無功電源總無功容量之和，包括發(fā)電 機(jī)的無功功率和各種無功補(bǔ)償設(shè)備的無功功率。機(jī)的無功功率和各種無功補(bǔ)償設(shè)備的無功功率。CGGCQQQ Q QLDLD為系統(tǒng)無功負(fù)荷之和。為系統(tǒng)無功負(fù)荷之和。 特別注意：是額定電壓下負(fù)荷所消耗的無功功率特別注意：是額定電壓下負(fù)荷所消耗的無功功率。Q QL L為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無功損耗之和，包括變壓器的無功損為系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)無功損耗之和，包括變壓器的無功損耗、線路電抗的無功損耗和線路電納的無功功率。耗、線路電抗的無功損耗和線路電納的無功功率。BLLTLQQQQ其中其中：re

11、sLLDGCQQQQ 從改善電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗考慮，應(yīng)避免從改善電壓質(zhì)量和降低網(wǎng)絡(luò)功率損耗考慮，應(yīng)避免通過電網(wǎng)元件大量傳輸無功功率。為此，我國(guó)電力工通過電網(wǎng)元件大量傳輸無功功率。為此，我國(guó)電力工業(yè)有關(guān)技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定：以業(yè)有關(guān)技術(shù)導(dǎo)則規(guī)定：以35kV35kV以上電壓等級(jí)直接供電以上電壓等級(jí)直接供電的負(fù)荷，功率因數(shù)要達(dá)到的負(fù)荷，功率因數(shù)要達(dá)到0.900.90以上，對(duì)其它負(fù)荷，功以上，對(duì)其它負(fù)荷，功率因數(shù)不低于率因數(shù)不低于0.850.85。因此，僅從全系統(tǒng)的角度進(jìn)行無。因此，僅從全系統(tǒng)的角度進(jìn)行無功功率平衡是不夠的，應(yīng)該分地區(qū)分電壓級(jí)進(jìn)行無功功功率平衡是不夠的，應(yīng)該分地區(qū)分電壓級(jí)進(jìn)行無功功率平

12、衡，根據(jù)無功平衡的需求，增添必要的無功補(bǔ)功率平衡，根據(jù)無功平衡的需求，增添必要的無功補(bǔ)償容量?jī)斎萘?，并按無功功率就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量，并按無功功率就地平衡的原則進(jìn)行補(bǔ)償容量的分配，小容量、分散的無功補(bǔ)償可采用靜止電容的分配，小容量、分散的無功補(bǔ)償可采用靜止電容器；大容量的補(bǔ)償可在系統(tǒng)電壓中樞點(diǎn)采用調(diào)相機(jī)或器；大容量的補(bǔ)償可在系統(tǒng)電壓中樞點(diǎn)采用調(diào)相機(jī)或靜止補(bǔ)償器。靜止補(bǔ)償器。 5.3 5.3 電力系統(tǒng)的電壓管理電力系統(tǒng)的電壓管理5-3-1 5-3-1 中樞點(diǎn)的電壓管理中樞點(diǎn)的電壓管理 中樞點(diǎn)中樞點(diǎn)：電壓水平具有代表性的關(guān)鍵母線電壓水平具有代表性的關(guān)鍵母線1. 電壓中樞點(diǎn)的選擇電壓中樞點(diǎn)的

13、選擇1）大型發(fā)電廠的高壓母線；）大型發(fā)電廠的高壓母線；2）樞紐變電所的二次母線；）樞紐變電所的二次母線；3）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；4）城市直降變電所二次母線。）城市直降變電所二次母線。 認(rèn)為：認(rèn)為：只要控制好中樞點(diǎn)電壓，其它母線的電壓就只要控制好中樞點(diǎn)電壓，其它母線的電壓就能滿足要求。能滿足要求。問題是：?jiǎn)栴}是：中樞點(diǎn)是否真正具有代表性？中樞點(diǎn)是否真正具有代表性？大型發(fā)電廠大型變電所地方負(fù)荷 中樞點(diǎn)電壓和所代表的負(fù)荷電壓的關(guān)系？中樞點(diǎn)電壓和所代表的負(fù)荷電壓的關(guān)系？O中樞點(diǎn)系統(tǒng)圖BVAVBVAVA負(fù)荷點(diǎn)B負(fù)荷點(diǎn)AQAQQ081624)(htBQBQQ08162

14、4)(ht點(diǎn)日無功負(fù)荷曲線圖、BA額定%5Q081624)(htLVHVOHVOLVOHV OLV VVVV 滿足負(fù)荷點(diǎn)電壓要求的中樞點(diǎn)電壓范圍的形成滿足負(fù)荷點(diǎn)電壓要求的中樞點(diǎn)電壓范圍的形成2. 中樞點(diǎn)電壓的調(diào)整方式中樞點(diǎn)電壓的調(diào)整方式中樞點(diǎn)的電壓調(diào)整方式一般分為三類：中樞點(diǎn)的電壓調(diào)整方式一般分為三類： (1) (1) 逆調(diào)壓逆調(diào)壓 （2 2）順調(diào)壓）順調(diào)壓 （3 3）常調(diào)壓）常調(diào)壓(3)(3)常調(diào)壓常調(diào)壓：介于逆調(diào)壓和順調(diào)壓之間的調(diào)壓方式，在任介于逆調(diào)壓和順調(diào)壓之間的調(diào)壓方式，在任何負(fù)荷下中樞點(diǎn)電壓保持為恒定數(shù)值，一般比線路額何負(fù)荷下中樞點(diǎn)電壓保持為恒定數(shù)值，一般比線路額定電壓高定電壓高2%

15、2%-5%-5%。(1)逆調(diào)壓逆調(diào)壓：在最大負(fù)荷時(shí)保持中樞點(diǎn)電壓比線路額定在最大負(fù)荷時(shí)保持中樞點(diǎn)電壓比線路額定電壓高電壓高5%，在最小負(fù)荷時(shí)保持為線路額定電壓。，在最小負(fù)荷時(shí)保持為線路額定電壓。適用適用于供電線路較長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)。其特點(diǎn)為于供電線路較長(zhǎng)，負(fù)荷變動(dòng)較大的中樞點(diǎn)。其特點(diǎn)為可改善電壓質(zhì)量，但與電壓的變化規(guī)律相反，所以實(shí)可改善電壓質(zhì)量，但與電壓的變化規(guī)律相反，所以實(shí)現(xiàn)起來要求較高，難度較大?，F(xiàn)起來要求較高，難度較大。(2)順調(diào)壓順調(diào)壓：在大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不在大負(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低于線路額定電壓的102.5%，小負(fù)荷時(shí)允許其電壓高

16、，小負(fù)荷時(shí)允許其電壓高一些，但不能高于線路額定電壓的一些，但不能高于線路額定電壓的107.5%。適用于供適用于供電距離較近，或負(fù)荷變動(dòng)不大的變電所。其特點(diǎn)為與電距離較近，或負(fù)荷變動(dòng)不大的變電所。其特點(diǎn)為與電壓變化規(guī)律一致，容易實(shí)現(xiàn)，但調(diào)壓效果差。電壓變化規(guī)律一致，容易實(shí)現(xiàn)，但調(diào)壓效果差。如圖所示系統(tǒng)：如圖所示系統(tǒng)： 2121/ )(kVQXPRkVkVkVVGGbb b點(diǎn)的電壓為：點(diǎn)的電壓為：5.3.2 5.3.2 電壓調(diào)整的原理電壓調(diào)整的原理R+jXR+jXGV VG G1:k1:k1 1k k2 2:1:1V Vb bP+jQP+jQ可能有幾種控制措施？可能有幾種控制措施？ (1)調(diào)節(jié)發(fā)電

17、機(jī)的勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)端電壓調(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VG；(2)適當(dāng)選擇變壓器變比適當(dāng)選擇變壓器變比k；(3)改變線路無功功率改變線路無功功率Q分布；分布；(4)改變線路參數(shù)改變線路參數(shù)X；5.4 5.4 電壓調(diào)整的措施電壓調(diào)整的措施5.4.1 5.4.1 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 調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓：調(diào)節(jié)勵(lì)磁電壓： # 適用于直接由發(fā)電機(jī)供電小系統(tǒng)、線路不長(zhǎng)；適用于直接由發(fā)電機(jī)供電小系統(tǒng)、線路不長(zhǎng)； # 易于逆調(diào)壓，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)無功輸出。易于逆調(diào)壓，實(shí)質(zhì)上是調(diào)節(jié)系統(tǒng)中發(fā)電機(jī)無功輸出。 兩個(gè)問題：兩個(gè)問題： # 機(jī)端負(fù)荷電壓調(diào)整范圍為機(jī)端負(fù)荷電壓調(diào)整范圍為

18、5%0，但滿足不了遠(yuǎn)方負(fù)，但滿足不了遠(yuǎn)方負(fù)荷要求：通過較長(zhǎng)線路、多電壓級(jí)，最大、最小負(fù)荷時(shí)電荷要求：通過較長(zhǎng)線路、多電壓級(jí)，最大、最小負(fù)荷時(shí)電壓損耗之差往往大于壓損耗之差往往大于5%。 # 多機(jī)系統(tǒng)中，實(shí)際上是改變發(fā)電機(jī)間無功分配，與無多機(jī)系統(tǒng)中，實(shí)際上是改變發(fā)電機(jī)間無功分配，與無功備用、無功的經(jīng)濟(jì)分配有矛盾。功備用、無功的經(jīng)濟(jì)分配有矛盾。 因此，因此，發(fā)電機(jī)調(diào)壓僅作為輔助措施發(fā)電機(jī)調(diào)壓僅作為輔助措施。5.4.2 5.4.2 選擇變壓器的變比調(diào)壓選擇變壓器的變比調(diào)壓 通過適當(dāng)?shù)剡x擇雙繞組變壓器高壓側(cè)分接頭的位通過適當(dāng)?shù)剡x擇雙繞組變壓器高壓側(cè)分接頭的位置或三繞組變壓器高、中壓繞組側(cè)分接頭的位置，

19、從置或三繞組變壓器高、中壓繞組側(cè)分接頭的位置，從而使變壓器的變比改變，達(dá)到調(diào)整電壓的目的。而使變壓器的變比改變，達(dá)到調(diào)整電壓的目的。1降壓變壓器分接頭的選擇降壓變壓器分接頭的選擇V V1 1 V V2 2 R RT T+jX+jXT TP+jQP+jQ 分接頭通常設(shè)在高壓或中分接頭通常設(shè)在高壓或中/高壓繞組側(cè)，如：高壓繞組側(cè)，如：11022.5%/10.5kV，主接頭？分接頭幾個(gè)？主接頭？分接頭幾個(gè)？變比分別是多少？變比分別是多少？110（1+2.5%）/10.5kV 如何選擇分接頭？如何選擇分接頭？ tV1 已知條件：歸算到高壓側(cè)。已知條件：歸算到高壓側(cè)。 # 低壓側(cè)固定接頭電壓：低壓側(cè)固定

20、接頭電壓： # 實(shí)際高壓側(cè)電壓：（由潮流計(jì)算獲得）；實(shí)際高壓側(cè)電壓：（由潮流計(jì)算獲得）； # 希望通過調(diào)壓，低壓側(cè)電壓為希望通過調(diào)壓，低壓側(cè)電壓為 歸算到高壓側(cè)為歸算到高壓側(cè)為 負(fù)荷：負(fù)荷：P+jQ, 變壓器串聯(lián)阻抗：變壓器串聯(lián)阻抗： (忽略勵(lì)磁、歸算到高壓側(cè)）忽略勵(lì)磁、歸算到高壓側(cè)） TTjXR 待求量：高壓側(cè)分接頭電壓待求量：高壓側(cè)分接頭電壓 NV21V2VV V1 1 V V2 2 R RT T+jX+jXT TP+jQP+jQ2V1122212211122tttNTTTTTtNVVkVVVVVkVVPRQXVVVVVVVV V1 1 V V2 2 R RT T+jX+jXT TP+jQ

21、P+jQ2max1 max1 max2max2ttNVVkVV對(duì)應(yīng)等值電路：對(duì)應(yīng)等值電路： 在最大負(fù)荷時(shí)，最大負(fù)荷變壓器的在最大負(fù)荷時(shí)，最大負(fù)荷變壓器的變比變比：R RT T+jX+jXT TVTk:1k:1V V1 1V V2 2V V2 2注：注：V V2N2N為變壓器低壓繞組額定電壓為變壓器低壓繞組額定電壓; V V1tmax1tmax為最大負(fù)為最大負(fù) 荷時(shí)變壓器荷時(shí)變壓器 高壓繞組分接頭的電壓。高壓繞組分接頭的電壓。NTtVVVVV2max2maxmax1max1最大負(fù)荷時(shí)變壓器高壓繞組分接頭的電壓最大負(fù)荷時(shí)變壓器高壓繞組分接頭的電壓 V1tmax： 同理，最小負(fù)荷時(shí)變壓器高壓繞組分接

22、頭的電壓同理，最小負(fù)荷時(shí)變壓器高壓繞組分接頭的電壓V1tmin：NTtVVVVV2min2minmin1min12min1max11tttavVVV(1)(1)分接頭位置分接頭位置V V1tav1tav： 普通雙繞組變壓器，須停電切換分接頭，這時(shí)，普通雙繞組變壓器，須停電切換分接頭，這時(shí)，選定的分接頭應(yīng)當(dāng)兼顧各種負(fù)荷水平？選定的分接頭應(yīng)當(dāng)兼顧各種負(fù)荷水平？1122TtNVVVVV(2)(2)根據(jù)變壓器實(shí)際分接頭位置，選擇一個(gè)與根據(jù)變壓器實(shí)際分接頭位置，選擇一個(gè)與V V1tav1tav接近的接近的實(shí)際分接頭位置實(shí)際分接頭位置V V1t1t。(3)(3)效驗(yàn)效驗(yàn)該位置是否在最大負(fù)荷與最小負(fù)荷時(shí)都能

23、滿足調(diào)該位置是否在最大負(fù)荷與最小負(fù)荷時(shí)都能滿足調(diào)壓要求。壓要求。 有載調(diào)壓變壓器：分接頭可帶電切換有載調(diào)壓變壓器：分接頭可帶電切換1maxmax2 max21TtNtVVVVV1minmin2 min21TtNtVVVVV例例5-15-1：降壓變壓器，額定容量：降壓變壓器，額定容量31.5MVA31.5MVA，歸算至高壓，歸算至高壓側(cè)的漏阻抗為側(cè)的漏阻抗為(2.44+j40)(2.44+j40)，1101102 22.5%/6.3kV2.5%/6.3kV，已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)，通過變壓器的功率分別為已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)，通過變壓器的功率分別為S Smaxmax=(28+=(28+j14)M

24、VAj14)MVA和和S Sminmin=(10+j6)MVA=(10+j6)MVA，高壓側(cè)的電壓，高壓側(cè)的電壓分別為分別為V V1max1max=110kV=110kV和和V V1min1min=113kV=113kV。要求低壓母線的電。要求低壓母線的電壓變化不超過壓變化不超過(6.0(6.06.6)kV6.6)kV的范圍，試選擇變壓器分的范圍，試選擇變壓器分接頭。接頭。計(jì)算方法：與降壓變壓器的計(jì)算方法基本相同，但要注意計(jì)算方法：與降壓變壓器的計(jì)算方法基本相同，但要注意升壓變壓器的功率傳送方向是從低壓側(cè)傳向高壓側(cè)，所以升壓變壓器的功率傳送方向是從低壓側(cè)傳向高壓側(cè)，所以VT在公式中的符號(hào)在公式

25、中的符號(hào)應(yīng)為正。應(yīng)為正。注意：選擇發(fā)電廠中升壓變壓器的分接頭時(shí)，在最大和最注意：選擇發(fā)電廠中升壓變壓器的分接頭時(shí)，在最大和最小負(fù)荷情況下，要求發(fā)電機(jī)的端電壓不能超出規(guī)定的允許小負(fù)荷情況下，要求發(fā)電機(jī)的端電壓不能超出規(guī)定的允許范圍，如發(fā)電機(jī)電壓母線有地方負(fù)荷，一般可采用逆調(diào)壓范圍，如發(fā)電機(jī)電壓母線有地方負(fù)荷，一般可采用逆調(diào)壓方式。方式。升壓變壓器分接頭的選擇升壓變壓器分接頭的選擇V V2 2P+jQP+jQ R RT T+jX+jXT TV V1 1G G 已知低壓側(cè)實(shí)際電壓已知低壓側(cè)實(shí)際電壓V2和高壓側(cè)希望電壓和高壓側(cè)希望電壓V1,求高壓側(cè)分接頭電壓求高壓側(cè)分接頭電壓V1t？例例5-25-2：

26、升壓變壓器，額定容量：升壓變壓器，額定容量31.5MVA31.5MVA，歸算至高壓，歸算至高壓側(cè)的漏阻抗為側(cè)的漏阻抗為( (+j4+j4) )，1211212 22.5%/6.3kV2.5%/6.3kV，已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)，通過變壓器的功率分別為已知在最大和最小負(fù)荷時(shí)，通過變壓器的功率分別為S SMAXMAX=(25+j18)MVA=(25+j18)MVA和和S SMINMIN= (14+j10)MVA= (14+j10)MVA，高壓側(cè)的要，高壓側(cè)的要求電壓分別為求電壓分別為V V1MAX1MAX=120kV=120kV和和V V1MIN1MIN=114kV=114kV。發(fā)電機(jī)電壓。發(fā)電機(jī)

27、電壓可能調(diào)整可能調(diào)整的范圍是的范圍是(6.0(6.06.6)kV6.6)kV，試選擇變壓器分接，試選擇變壓器分接頭。頭。5.4.3 5.4.3 改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布調(diào)壓改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布調(diào)壓( (并聯(lián)電容補(bǔ)償并聯(lián)電容補(bǔ)償) ) 在在負(fù)荷點(diǎn)負(fù)荷點(diǎn)適當(dāng)裝設(shè)無功補(bǔ)償容量，可以減少電力線適當(dāng)裝設(shè)無功補(bǔ)償容量，可以減少電力線路上的功率損耗和電壓損耗，從而提高負(fù)荷點(diǎn)的電壓。路上的功率損耗和電壓損耗，從而提高負(fù)荷點(diǎn)的電壓。如圖系統(tǒng)，線路對(duì)地電容和變壓器勵(lì)磁支路忽略不計(jì)。如圖系統(tǒng)，線路對(duì)地電容和變壓器勵(lì)磁支路忽略不計(jì)。V V1 1P+jQP+jQ jQjQC CR+jXR+jXV V2 2C C 無功補(bǔ)

28、償：無功補(bǔ)償：按調(diào)壓要求按調(diào)壓要求；按經(jīng)濟(jì)要求。；按經(jīng)濟(jì)要求。 與變壓器調(diào)壓配合，充分利用變壓器作用。與變壓器調(diào)壓配合，充分利用變壓器作用。221VQXPRVV未加無功補(bǔ)償裝置未加無功補(bǔ)償裝置C C前，系統(tǒng)始端電壓前，系統(tǒng)始端電壓V V1 1( (不計(jì)電壓降不計(jì)電壓降落橫分量落橫分量) )CCCVXQQPRVV221)( 在變電所低壓側(cè)裝設(shè)容量在變電所低壓側(cè)裝設(shè)容量Q Qc c的無功補(bǔ)償裝置后，的無功補(bǔ)償裝置后，網(wǎng)絡(luò)傳送到負(fù)荷點(diǎn)的無功功率變?yōu)榫W(wǎng)絡(luò)傳送到負(fù)荷點(diǎn)的無功功率變?yōu)镼-QQ-Qc c，變電所，變電所低壓低壓母線歸算到高壓側(cè)的電壓為母線歸算到高壓側(cè)的電壓為 則：則：CV2式中：式中： 為歸

29、算到高壓側(cè)的變電所低壓母線電壓。為歸算到高壓側(cè)的變電所低壓母線電壓。2V如果補(bǔ)償前后如果補(bǔ)償前后V V1 1保持不變，則：保持不變，則：CCCVXQQPRVVQXPRV2222)(22222VQXPRVQXPRVVXVQCCCC無功補(bǔ)償容量無功補(bǔ)償容量Q Qc c：簡(jiǎn)化為：簡(jiǎn)化為：222VVXVQCCC很小，可忽略很小，可忽略如變電所中變壓器變比為如變電所中變壓器變比為k k，變電所低壓側(cè)電壓為，變電所低壓側(cè)電壓為V V2c2c，則：，則：CCkVV22kVVXVkVkVXkVQCCCCC2222222可見：裝設(shè)容量可見：裝設(shè)容量Q Qc c與調(diào)壓要求和降壓變壓器變比有關(guān)。與調(diào)壓要求和降壓變壓

30、器變比有關(guān)。變比變比k k的選擇原則：在滿足調(diào)壓的要求下，使無功補(bǔ)的選擇原則：在滿足調(diào)壓的要求下，使無功補(bǔ)償容量為最小償容量為最小。 為了調(diào)整節(jié)點(diǎn)電壓而設(shè)置的無功補(bǔ)償容量要和變壓為了調(diào)整節(jié)點(diǎn)電壓而設(shè)置的無功補(bǔ)償容量要和變壓器調(diào)壓結(jié)合起來考慮，這樣才可充分發(fā)揮變壓器的調(diào)器調(diào)壓結(jié)合起來考慮，這樣才可充分發(fā)揮變壓器的調(diào)壓作用，同時(shí)又充分利用無功補(bǔ)償容量。壓作用，同時(shí)又充分利用無功補(bǔ)償容量。 補(bǔ)償量補(bǔ)償量Qc取決于補(bǔ)償前后的電壓取決于補(bǔ)償前后的電壓 及變比及變比k 根據(jù)補(bǔ)償設(shè)備不同，補(bǔ)償量選擇方法不同根據(jù)補(bǔ)償設(shè)備不同，補(bǔ)償量選擇方法不同CVV22、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 為了充

31、分利用補(bǔ)償容量，在最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)為了充分利用補(bǔ)償容量，在最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部投入，在最小負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部退出。全部投入，在最小負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部退出。(1)(1)在在最小負(fù)荷最小負(fù)荷時(shí)，無功電源不缺，全部切除無功電容，時(shí)，無功電源不缺，全部切除無功電容，利用變壓器調(diào)壓滿足要求（利用變壓器調(diào)壓滿足要求（確定變比確定變比k k）( (分接頭位置分接頭位置) )NtVVVV2min2min2min1選定與選定與V V1tmin1tmin最接近的分接頭最接近的分接頭V V1t1t，確定變壓器變比，確定變壓器變比k k：NtVVk21min2V 調(diào)壓要求的低壓側(cè)希望電壓（最小負(fù)荷時(shí)）調(diào)壓要求的低

32、壓側(cè)希望電壓（最小負(fù)荷時(shí)）(2)(2)在在最大負(fù)荷最大負(fù)荷情況下，情況下，k k已定，已定，確定確定Q QC C。kVVXVkQCCCmax2max2max22(3)(3)根據(jù)確定的變比根據(jù)確定的變比k k和電容器的補(bǔ)償容量和電容器的補(bǔ)償容量Q QC C，校驗(yàn)實(shí)際，校驗(yàn)實(shí)際的電壓變化是否符合調(diào)壓要求。的電壓變化是否符合調(diào)壓要求。:max2max2VVC最大負(fù)荷時(shí)，由調(diào)壓要求確定的低壓側(cè)希望電壓最大負(fù)荷時(shí)，由調(diào)壓要求確定的低壓側(cè)希望電壓最大負(fù)荷時(shí)，補(bǔ)償前低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的實(shí)際最大負(fù)荷時(shí)，補(bǔ)償前低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的實(shí)際電壓。電壓。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)特點(diǎn)是

33、既可發(fā)出感性無功調(diào)相機(jī)特點(diǎn)是既可發(fā)出感性無功( (過勵(lì)磁運(yùn)行過勵(lì)磁運(yùn)行) )，又可吸收發(fā)感性無功又可吸收發(fā)感性無功( (欠勵(lì)磁運(yùn)行欠勵(lì)磁運(yùn)行) )。所以調(diào)相機(jī)的工。所以調(diào)相機(jī)的工作方式是：在最大負(fù)荷時(shí)按額定容量過勵(lì)磁運(yùn)行，在作方式是：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)荷時(shí)按最小負(fù)荷時(shí)按(0.5-0.65)(0.5-0.65)額定容量額定容量, ,欠勵(lì)磁運(yùn)行。并欠勵(lì)磁運(yùn)行。并按此工作方式確定變壓器變比。按此工作方式確定變壓器變比。(1)(1)在最大負(fù)荷在最大負(fù)荷時(shí)，作無功電源，同步調(diào)相機(jī)容量為：時(shí)，作無功電源，同步調(diào)相機(jī)容量為：2max2max2max2kkVVXVQCCC(2)(2)在

34、在最小負(fù)荷時(shí)最小負(fù)荷時(shí)，作無功負(fù)荷，同步調(diào)相機(jī)容量為：，作無功負(fù)荷，同步調(diào)相機(jī)容量為：2min2min2min2kkVVXVQCCC其中：其中： 在在0.50.50.650.65范圍內(nèi)取值。范圍內(nèi)取值。(3)(3)兩式相除，得變壓器變比為：兩式相除，得變壓器變比為：2min22max2min2min2max2max2CCCCVVVVVVk(4) (4) 選擇與選擇與k k最接近的變壓器分接頭電壓最接近的變壓器分接頭電壓V V1t1t，確定變，確定變壓器實(shí)際變比為：壓器實(shí)際變比為：NtVVk21將將k k代入前式，即可求出需要的調(diào)相機(jī)容量。代入前式，即可求出需要的調(diào)相機(jī)容量。3.3.改變線路無功

35、分布調(diào)壓方法分析改變線路無功分布調(diào)壓方法分析(1)(1)改變線路無功分布改變線路無功分布, ,利用無功補(bǔ)償進(jìn)行調(diào)壓的效果利用無功補(bǔ)償進(jìn)行調(diào)壓的效果與網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)及負(fù)荷情況有關(guān)；與網(wǎng)絡(luò)性質(zhì)及負(fù)荷情況有關(guān)；(2)(2)低壓電力網(wǎng)，導(dǎo)線截面小，線路電阻低壓電力網(wǎng)，導(dǎo)線截面小，線路電阻R R較大，負(fù)荷較大，負(fù)荷功率因數(shù)較高時(shí)，這種調(diào)壓方法效果較差；功率因數(shù)較高時(shí)，這種調(diào)壓方法效果較差；(3)(3)高壓電力網(wǎng)，導(dǎo)線截面大，線路電抗高壓電力網(wǎng)，導(dǎo)線截面大，線路電抗X X較大，這種較大，這種調(diào)壓方法效果顯著；調(diào)壓方法效果顯著；例題例題5-35-3：如圖所示系統(tǒng)的等值電路，變壓器勵(lì)磁支：如圖所示系統(tǒng)的等值電路，變

36、壓器勵(lì)磁支路和線路對(duì)地電容略去，圖中阻抗歸算到高壓側(cè)，節(jié)路和線路對(duì)地電容略去，圖中阻抗歸算到高壓側(cè)，節(jié)點(diǎn)點(diǎn)1 1的電壓為的電壓為118KV118KV，且維持不變。低壓母線電壓，且維持不變。低壓母線電壓V V2 2要要求保持為求保持為10.5KV10.5KV，試配合降壓變壓器的分接頭選擇，試配合降壓變壓器的分接頭選擇，確定變壓器低壓母線應(yīng)裝設(shè)的無功補(bǔ)償設(shè)備：確定變壓器低壓母線應(yīng)裝設(shè)的無功補(bǔ)償設(shè)備：(1)(1)靜靜電電容器；電電容器；(2)(2)同步調(diào)相機(jī)。同步調(diào)相機(jī)。V V1 1=118kV=118kV(26+j30)(26+j30)V V2 2k:1k:1S Smaxmax=(20+j15)M

37、VA=(20+j15)MVAS Sminmin=(10+j7.5)MVA=(10+j7.5)MVA-jQ-jQC CV V2 2串聯(lián)補(bǔ)償后線路電壓損耗：串聯(lián)補(bǔ)償后線路電壓損耗： 111VXQRPV111VXXQRPVCC5.4.4 5.4.4 改變線路參數(shù)調(diào)壓改變線路參數(shù)調(diào)壓( (串聯(lián)電容補(bǔ)償串聯(lián)電容補(bǔ)償) ) 在線路上串入靜電電容器，利用電容器的容抗在線路上串入靜電電容器，利用電容器的容抗補(bǔ)償線路的感抗，從而提高線路的末端電壓。補(bǔ)償線路的感抗，從而提高線路的末端電壓。串聯(lián)補(bǔ)償電容容量的確定串聯(lián)補(bǔ)償電容容量的確定串聯(lián)補(bǔ)償前線路電壓損耗：串聯(lián)補(bǔ)償前線路電壓損耗： V V1 1P P1 1+jQ+jQ1 1P P1 1+jQ+jQ1 1 R+jXR+jX V V2 2 V V1 1 V V2 2 -jX-jXC C 11QVVVXCCCCNCXInVmaxNCNCCImnVQ3 線路上串聯(lián)補(bǔ)償電容是由許多單個(gè)電容器串、并聯(lián)組成，線路上串聯(lián)補(bǔ)償電容是由許多單個(gè)電容器串、并聯(lián)組成，每個(gè)電容器的額定電流為每個(gè)電容器的額定電流為I INCNC，額定電壓為，額定電壓為V VNCNC，額定容量為，額定容量為Q QNCNC=V=VNCNCI INCNC。線路通過的最大負(fù)荷電流為。線路通過的最大負(fù)荷電流為I ICmaxCmax，所需的容抗值，所需的容抗值X XC C，可計(jì)算出電容器的串、并聯(lián)臺(tái)