電力系統(tǒng)分析第電壓調(diào)整

1、電力系統(tǒng)分析第電壓調(diào)整第1頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四本章提示1.調(diào)壓的意義及電壓的允許波動(dòng)范圍；2.電力系統(tǒng)的無(wú)功功率平衡及無(wú)功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用；3.電壓中樞點(diǎn)的概念及中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式；4.調(diào)壓的措施。第2頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四6.1 電壓調(diào)整的必要性6.1.1 電壓偏移對(duì)用電設(shè)備的影響白熾燈電壓偏低時(shí)，發(fā)光效率低，發(fā)光不足；電壓偏高時(shí)，燈泡壽命縮短。異步電動(dòng)機(jī)電壓降低過(guò)多時(shí)，帶額定負(fù)載的電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)，帶重載的電動(dòng)機(jī)可能啟動(dòng)不了。電壓過(guò)低將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電流顯著增大，使電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高，加速絕緣老化甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。第3頁(yè)，共7

2、1頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四6.1 電壓調(diào)整的必要性6.1.2 用戶(hù)允許的電壓偏移值一般規(guī)定節(jié)點(diǎn)電壓偏移不超過(guò)電力網(wǎng)額定電壓的5%220kV用戶(hù)為-10% +5%10kV及以下電壓供電的用戶(hù)為7%35kV及以上用戶(hù)為010%第4頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四一.無(wú)功功率負(fù)荷和無(wú)功功率損耗.無(wú)功負(fù)荷： 以滯后功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的無(wú)功功率。6.2 電力系統(tǒng)中無(wú)功功率的平衡異步電動(dòng)機(jī)等值電路異步電動(dòng)機(jī)所消耗的無(wú)功功率P11異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率電壓靜態(tài)特性如圖第5頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四在額定電壓附近，電動(dòng)機(jī)消

3、耗的無(wú)功功率隨著電壓的升高而增加，隨電壓的降低而減少當(dāng)電壓低于臨界電壓時(shí)，漏磁電抗中的無(wú)功損耗其主導(dǎo)作用，隨著電壓的下降，QM反而增大P11異步電動(dòng)機(jī)無(wú)功功率電壓靜態(tài)特性如圖第6頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四jB/2jB/2.電力系統(tǒng)的無(wú)功損耗：電力線(xiàn)路無(wú)功損耗 消耗QL（感性）提供QC（充電功率）消耗發(fā)出第7頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四變壓器無(wú)功損耗 消耗QL第8頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四二、無(wú)功功率電源 電力系統(tǒng)的無(wú)功功率電源包括同步發(fā)電機(jī)、同期調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器和靜止補(bǔ)償器（無(wú)功補(bǔ)償裝置）等。討論：

4、非額定功率因數(shù)下發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無(wú)功功率1、同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可發(fā)出無(wú)功功率：第9頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四假定隱極發(fā)電機(jī)連接在恒壓母線(xiàn)，母線(xiàn)電壓VN，發(fā)電機(jī)等值電路向量圖ACOAC長(zhǎng)正比于SGN空載電勢(shì)正比于ifN改變發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)要受到下列條件的限制：第10頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四ACO可發(fā)視在功率以A為圓心，AC為半徑做弧CF表示視在功率保持額定值的軌跡轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流以O(shè)為圓心，OC為半徑做弧CD可發(fā)有功功率FDE以直線(xiàn)EC表示額定功率軌跡發(fā)電機(jī)的P-Q極限 當(dāng)系統(tǒng)中無(wú)功電源不足，而有功備用容

5、量又較充足時(shí)，可將負(fù)荷中心的發(fā)電機(jī)降低功率因數(shù)運(yùn)行，多發(fā)無(wú)功以提高系統(tǒng)的電壓水平。第11頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四2、同步調(diào)相機(jī)(只能發(fā)出無(wú)功功率的發(fā)電機(jī)) 過(guò)激運(yùn)行時(shí)向系統(tǒng)輸送其額定容量的無(wú)功功率，做無(wú)功電源； 欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)從系統(tǒng)吸取0.50.65倍額定容量的無(wú)功功率，做無(wú)功負(fù)載 既可以過(guò)勵(lì)運(yùn)行，也可以欠勵(lì)運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)取決于系統(tǒng)電壓調(diào)整的要求作無(wú)功電源時(shí)，調(diào)相機(jī)輸出無(wú)功功率與電壓之間的關(guān)系（X為發(fā)電機(jī)電抗Xd與線(xiàn)路電抗XL之和）第12頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四3、電力電容器只能作為無(wú)功電源向系統(tǒng)輸送無(wú)功功率，一般采用三角形或星

6、形接法組成電容器組。電力電容器提供的無(wú)功功率與其安裝處的電壓平方成正比，即：電力電容器是電力系統(tǒng)中廣為使用的一種無(wú)功補(bǔ)償裝置優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)方便，有功損耗?。ㄕ计漕~定容量的0.3%0.5%），單位容量投資小，既可集中使用，又可以分散安裝第13頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四缺點(diǎn)：1) 無(wú)功功率調(diào)節(jié)性能差。由(6-4)可見(jiàn)，電壓下降時(shí)，電容器不但不能增發(fā)無(wú)功以提高運(yùn)行電壓，而是按電壓的平方減少無(wú)功功率輸出。 2）階躍性的調(diào)整電壓，電力電容器組的投入或切除與負(fù)荷運(yùn)行方式有關(guān)，一般為最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電容器組全部投入；最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電容器組全部或部分切除。這種調(diào)壓方式不是平滑的。

7、4、靜止補(bǔ)償器(Static Var Compensator,SVC)兼有電容器投資小和調(diào)相機(jī)可連續(xù)調(diào)節(jié)無(wú)功功率的優(yōu)點(diǎn)?？梢匝杆侔簇?fù)荷的變化改變無(wú)功功率輸出的大小和方向，調(diào)節(jié)或穩(wěn)定電壓，尤其適合做沖擊性負(fù)荷的無(wú)功補(bǔ)償裝置。常見(jiàn)的靜止無(wú)功補(bǔ)償器：是一種動(dòng)態(tài)無(wú)功補(bǔ)償裝置，其特點(diǎn)是將可控的電抗器與靜止電容器并聯(lián)使用，電容器可發(fā)出無(wú)功功率，可控電抗器則可吸收無(wú)功功率。可按照負(fù)荷變動(dòng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使母線(xiàn)電壓保持不變。第14頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四自飽和電抗器靜止補(bǔ)償器SR固定連接電容器加可控硅控制電抗器 FC-TCR可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器 TSC-TCR

8、高次諧波調(diào)諧電感，與C串聯(lián) 濾波1）自飽和電抗器型（Saturated Reactors）不需要外加控制設(shè)備，自飽和電抗器的特性：a.電壓低于額定電壓時(shí)，鐵心不飽和，呈現(xiàn)大感抗值，基本上不消耗無(wú)功功率，整個(gè)裝置由并聯(lián)電容器組發(fā)出無(wú)功，使母線(xiàn)電壓回升；b.電壓達(dá)到或超過(guò)額定電壓時(shí)，鐵心急劇飽和，感抗接近零，從外界大量吸收無(wú)功功率，使母線(xiàn)電壓降低；c.在額定電壓，電抗器吸收的無(wú)功功率隨電壓變化從而達(dá)到穩(wěn)壓目的。2）固定連接電容器（Fixed Capacitor）加可控硅控制電抗器 （Thyristor Controlled Reactors）通過(guò)控制晶閘管的導(dǎo)通來(lái)改變L吸收的無(wú)功功率，調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)

9、進(jìn)線(xiàn)無(wú)功功率的大小，以達(dá)到調(diào)壓目的。第15頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四3）可控硅控制電容器（Thyristor Switched Capacitor）加可控硅控制電抗器(TCR)可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器 TSC-TCRTSC的主要缺點(diǎn)是不能吸收無(wú)功，且是階梯性調(diào)節(jié)，若分組較少，在投入時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)有較大的干擾。因此在超高壓線(xiàn)路上通常與TCR組合運(yùn)行。三.無(wú)功功率平衡TCRTSC 電力系統(tǒng)無(wú)功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無(wú)功電源可以發(fā)出的無(wú)功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無(wú)功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無(wú)功損耗。電源提供的無(wú)功功率之和無(wú)功負(fù)荷之和網(wǎng)絡(luò)無(wú)功損耗之和 表示系統(tǒng)

10、中無(wú)功功率可以平衡且有適量的備用； 表示系統(tǒng)中無(wú)功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置。無(wú)功備用第16頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 系統(tǒng)無(wú)功電源的總輸出功率包括發(fā)電機(jī)發(fā)出的無(wú)功功率和各種無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的無(wú)功功率 總無(wú)功功率損耗包括變壓器無(wú)功損耗、線(xiàn)路電抗無(wú)功損耗和線(xiàn)路電納的無(wú)功損耗四.無(wú)功功率平衡和電壓水平的關(guān)系1.負(fù)荷的無(wú)功電壓靜態(tài)特性第17頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四2.發(fā)電機(jī)的無(wú)功電壓靜態(tài)特性 圖為隱極發(fā)電機(jī)等值電路圖，設(shè)X則向量圖為UEjXI當(dāng)有功功率不變時(shí)，發(fā)電機(jī)送至負(fù)荷點(diǎn)的無(wú)功功率為第18頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，1

11、8點(diǎn)11分，星期四 當(dāng)E為一定值時(shí)，Q同U的關(guān)系如圖中曲線(xiàn)2所示3.電力系統(tǒng)的無(wú)功電壓靜特性QLDQGA 設(shè)系統(tǒng)初始運(yùn)行于A點(diǎn) 若無(wú)功負(fù)荷增加到 ，無(wú)功電源不變，則系統(tǒng)重新運(yùn)行于B點(diǎn)。 此時(shí)電壓降低。B 這是因?yàn)樵贏點(diǎn)時(shí)電源不能向負(fù)荷提供所需的無(wú)功功率，系統(tǒng)被迫降壓運(yùn)行，以取得較低電壓下的無(wú)功平衡 若系統(tǒng)增發(fā)無(wú)功到2，則新交點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的電壓接近原電壓C第19頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 結(jié)論： 當(dāng)系統(tǒng)有足夠的無(wú)功電源時(shí)，就有較高的運(yùn)行電壓水平；當(dāng)系統(tǒng)無(wú)功電源不足時(shí)，就只能維持較低的運(yùn)行電壓水平。因此，電力系統(tǒng)的無(wú)功功率必須保持平衡一.電壓調(diào)整的必要性6.3 電力系統(tǒng)

12、的電壓管理1.電壓偏移對(duì)負(fù)荷的影響照明、電熱爐、電動(dòng)機(jī)2.電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)的影響功率損耗、電能損耗、設(shè)備絕緣、運(yùn)行穩(wěn)定性二.中樞點(diǎn)電壓管理1.什么是電壓中樞點(diǎn)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(chǎng)或樞紐變電所母線(xiàn)。第20頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四區(qū)域性發(fā)電廠(chǎng)和樞紐變電所的高壓母線(xiàn)樞紐變電所二次母線(xiàn)有大量地方負(fù)荷的發(fā)電廠(chǎng)母線(xiàn)城市直降變電所二次母線(xiàn)2、調(diào)壓的基本思想3、中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式 逆調(diào)壓、順調(diào)壓和恒調(diào)壓三類(lèi)。1) 逆調(diào)壓：在大負(fù)荷時(shí)升高中樞點(diǎn)電壓，小負(fù)荷時(shí)降低中樞點(diǎn)電壓。很多負(fù)荷都由這些中樞點(diǎn)供電，如能控制住這些點(diǎn)的電壓偏移，也就控制住了系統(tǒng)中大

13、部分負(fù)荷的電壓偏移。于是，電力系統(tǒng)電壓調(diào)整問(wèn)題也就轉(zhuǎn)變?yōu)楸ＷC各中樞點(diǎn)的電壓偏移不超出給定范圍的問(wèn)題。適用范圍：中樞點(diǎn)到各負(fù)荷點(diǎn)線(xiàn)路長(zhǎng)、負(fù)荷變化較大且變化規(guī)律大致 相同。具體要求：最大負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，中樞點(diǎn)電壓高于線(xiàn)路額定電壓5； 在最小負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓等于線(xiàn)路額定電壓。第21頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四順調(diào)壓：大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線(xiàn)路額定電壓的102.5；小負(fù)荷時(shí)允許其電壓高一些，但不超過(guò)線(xiàn)路額定電壓的107.5的。適用范圍：多用于供電距離較近，負(fù)荷變動(dòng)不大的電壓中樞點(diǎn)。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，一般較線(xiàn)

14、路額定電壓高25。三、電壓調(diào)整的基本原理 電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，要使所有用戶(hù)的電壓質(zhì)量都符合要求，還必須采用各種調(diào)壓手段。適用范圍：常用于向負(fù)荷波動(dòng)小的用戶(hù)供電的電壓中樞點(diǎn)。第22頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓UG；（2）改變變壓器的變比k1、k2；（3）改變網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率Q的分布；（4）改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R+jX（主要是X）電壓調(diào)整的措施：第23頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四6.4 電力系統(tǒng)的幾種調(diào)壓方式一、改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓 負(fù)荷增大時(shí)，會(huì)造成用戶(hù)端電壓降低，此時(shí)增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以提高發(fā)電機(jī)電壓；

15、負(fù)荷降低時(shí)，減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，以降低發(fā)電機(jī)電壓逆調(diào)壓 主要適用于發(fā)電廠(chǎng)不經(jīng)升壓直接供電的小型電力系統(tǒng)，供電線(xiàn)路不長(zhǎng)，線(xiàn)路上電壓損耗不大，基本可以滿(mǎn)足負(fù)荷點(diǎn)要求的電壓質(zhì)量。對(duì)線(xiàn)路較長(zhǎng)，供電范圍較大，由發(fā)電機(jī)經(jīng)多級(jí)變壓的電力系統(tǒng)，從發(fā)電廠(chǎng)到最遠(yuǎn)處的負(fù)荷之間的電壓損耗和變化幅度都很大。這時(shí)，單靠發(fā)電機(jī)調(diào)壓是不能解決問(wèn)題，必須配合其它調(diào)壓方式。對(duì)有若干發(fā)電廠(chǎng)并列運(yùn)行的大型電力系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓只作為一種輔助的調(diào)壓措施，這是因?yàn)?）提高發(fā)電機(jī)的電壓時(shí)，該發(fā)電機(jī)會(huì)增發(fā)無(wú)功，這就要求進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠(chǎng)有充足的無(wú)功容量?jī)?chǔ)備；2）在并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電廠(chǎng)中，調(diào)整個(gè)別電廠(chǎng)的母線(xiàn)電壓，會(huì)引起系統(tǒng)中無(wú)功功率的重新分配，還可

16、能同無(wú)功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛盾。第24頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四二、改變變壓器變比調(diào)壓1、降壓變壓器分接頭的選擇為了達(dá)到調(diào)壓的目的，雙繞組變壓器在高壓側(cè)、三繞組變壓器在高壓側(cè)和中壓側(cè)都裝有分接頭開(kāi)關(guān)。容量在6300kVA及以下的雙繞組變壓器高壓側(cè)一般有3個(gè)分接頭，即1.05UN、UN、0.95UN，調(diào)壓范圍為5%。容量在8000kVA及以上的雙繞組變壓器高壓側(cè)一般有5個(gè)分接頭，即1.05UN、1.025UN、UN、0.975UN、0.95UN，調(diào)壓范圍為22.5%。改變變壓器變比調(diào)壓，實(shí)質(zhì)上就是如何根據(jù)低壓側(cè)的調(diào)壓要求合理選擇變壓器的分接頭電壓U1t降壓變壓器高

17、壓側(cè)運(yùn)行電壓歸算到高壓側(cè)后的電壓損耗變壓器低壓側(cè)按調(diào)壓要求的實(shí)際運(yùn)行電壓U2為高壓側(cè)分接頭電壓低壓繞組額定電壓得高壓側(cè)分接頭電壓為第25頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 當(dāng)變壓器通過(guò)不同的負(fù)荷時(shí)，分接頭電壓有不同的計(jì)算值然后求取它們的算術(shù)平均值，即 選擇一個(gè)與它最接近的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓作為公用分接頭，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(xiàn)的實(shí)際電壓是否符合要求最大負(fù)荷方式下變壓器低壓母線(xiàn)要求的運(yùn)行電壓最小負(fù)荷方式下變壓器低壓母線(xiàn)要求的運(yùn)行電壓【例6.1】第26頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四2、升壓變壓器分接頭的選擇升壓變壓器

18、分接頭電壓的選擇同降壓變壓器相同。注意：升壓變壓器中功率方向從低壓側(cè)指向高壓側(cè)，因此式中UT為正上面各式中U2N的取值同式(1)(2)中不同，通常為發(fā)電機(jī)的額定電壓?！纠?.2】第27頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四3、三繞組變壓器分接頭的選擇 將高低繞組看作雙繞組，根據(jù)低壓母線(xiàn)對(duì)調(diào)壓的要求，確定高壓側(cè)分接頭電壓； 根據(jù)中壓側(cè)所要求的電壓和選定的高壓側(cè)分接頭電壓，確定中壓側(cè)繞組分接頭位置。4、有載調(diào)壓變壓器 有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)荷的條件下切換分接頭而且調(diào)節(jié)范圍也比較大，一般在15%以上。 目前我國(guó)暫定，110kV級(jí)的調(diào)壓變壓器有7個(gè)分接頭，即UN32.5%；220

19、kV級(jí)的有9個(gè)分接頭即UN42.5%。第28頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 采用有載調(diào)壓變壓器時(shí)，可根據(jù)最大負(fù)荷運(yùn)行方式算出的U1tmax和最小負(fù)荷運(yùn)行方式下算出的U1tmin，分別選擇各自合適的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓，然后按調(diào)壓要求校驗(yàn)。有載調(diào)壓變壓器接線(xiàn)圖調(diào)節(jié)分接頭時(shí)，先切斷Ja，移動(dòng)Ka到選定的分接頭上，然后再接通Ja其次切斷Jb，移動(dòng)Kb到Ka所在的分接頭，再接通Jb。為了限制兩個(gè)可動(dòng)觸頭處于不同分接頭時(shí)產(chǎn)生的短路電流，切換裝置中還裝有電抗器注意：在無(wú)功有?；驘o(wú)功平衡的電力系統(tǒng)中，改變變壓器變比有很好的調(diào)壓效果。但在無(wú)功不足的系統(tǒng)中，不宜采用改變變比調(diào)壓。由負(fù)荷電壓

20、特性知，當(dāng)改變變比提高用戶(hù)端電壓后，設(shè)備從系統(tǒng)中吸收的無(wú)功功率就相應(yīng)增大，使得電力系統(tǒng)的無(wú)功缺額進(jìn)一步增加，導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降，最終發(fā)生“電壓崩潰”，造成系統(tǒng)大面積停電。在無(wú)功不足的電力系統(tǒng)中，應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)采用無(wú)功功率補(bǔ)償裝置補(bǔ)償無(wú)功缺額，這樣也就改變了電力網(wǎng)中無(wú)功功率的分布。第29頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四三、改變網(wǎng)絡(luò)中無(wú)功功率分布調(diào)壓已知電力網(wǎng)絡(luò)中電壓損耗當(dāng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R、X和運(yùn)行電壓給定時(shí)，影響電壓損耗的因素就是兩個(gè)，即通過(guò)網(wǎng)絡(luò)的有功功率P和無(wú)功功率Q。顯然，為了減小電壓損耗而改變有功功率的分布是不合理的，改變網(wǎng)絡(luò)功率分布調(diào)壓，即指改變網(wǎng)絡(luò)的無(wú)功功率分布調(diào)壓?？?/p>

21、在負(fù)荷點(diǎn)裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置。如圖所示系統(tǒng)中，不計(jì)電壓降落橫分量補(bǔ)償前變壓器低壓側(cè)折算到高壓側(cè)的電壓補(bǔ)償前第30頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償容量QC后，電壓由U2提高到U2C，則按照補(bǔ)償前后U1不變的假設(shè)，則有第二項(xiàng)很小 如果降壓變壓器的變比 第31頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四補(bǔ)償后其低壓側(cè)實(shí)際電壓為U2C 則 1、選用并聯(lián)電容器電容器只能發(fā)出無(wú)功功率提高電壓，不能吸收無(wú)功功率來(lái)使電壓降低。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)全部退出。 最小負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，按無(wú)補(bǔ)償情況計(jì)算變壓器分接頭電壓，選擇標(biāo)準(zhǔn)

22、分接頭，確定其變比 設(shè)最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓為U2min，低壓側(cè)要求的電壓為 則高壓側(cè)分接頭電壓 （6-20） 第32頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 校驗(yàn)實(shí)際電壓是否滿(mǎn)足要求選擇最接近U1tmin的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓為U1t，則實(shí)際變比為 按最大負(fù)荷計(jì)算無(wú)補(bǔ)償時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓U2max，若最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)應(yīng)保持的電壓為 ，依式6-20，應(yīng)裝設(shè)的無(wú)功補(bǔ)償容量第33頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四（6-22） 2、選用同期調(diào)相機(jī)調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)可以過(guò)勵(lì)運(yùn)行，作為無(wú)功電源發(fā)出額定容量的無(wú)功；在最小負(fù)荷可以欠勵(lì)磁運(yùn)行，作為無(wú)功負(fù)

23、載從系統(tǒng)吸取其額定容量50%65%的無(wú)功功率同步調(diào)相機(jī)容量選擇 最大負(fù)荷過(guò)勵(lì)運(yùn)行時(shí)的調(diào)相機(jī)容量 最小負(fù)荷欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)調(diào)相機(jī)的容量最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)要求保持的電壓最小負(fù)荷無(wú)補(bǔ)償時(shí)變壓器低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓 聯(lián)立上兩式，解出變比k第34頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 按計(jì)算變比確定分接頭電壓Ut選擇最接近Ut的標(biāo)準(zhǔn)分接頭U1t，則實(shí)際變比為 計(jì)算調(diào)相機(jī)容量：將k0值帶入(6-22)四、改變電力網(wǎng)參數(shù)調(diào)壓串聯(lián)電容器分析電壓損耗公式當(dāng)輸送功率不變時(shí)，改變電力網(wǎng)參數(shù)R和X也能改變電壓損耗達(dá)到調(diào)壓目的。 改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)常用方法有：按允許電壓損耗選擇合適的導(dǎo)線(xiàn)截面；在高壓電力

24、網(wǎng)中串聯(lián)電容器以容抗補(bǔ)償線(xiàn)路的感抗等最常用【例6.3】第35頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四1、串聯(lián)電容器調(diào)壓如圖，設(shè)串聯(lián)電容器前線(xiàn)路末端電壓U2，則電壓損耗串聯(lián)電容器后末端電壓為U2C末端電壓提高量為串聯(lián)電容的容抗串聯(lián)電容的補(bǔ)償容量第36頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四實(shí)際系統(tǒng)中三相電容器組的總?cè)萘繉?shí)際系統(tǒng)中串聯(lián)電容器是若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容器串、并聯(lián)組成的，設(shè)每相電容器的串聯(lián)個(gè)數(shù)為n，并聯(lián)個(gè)數(shù)為mnm設(shè)每個(gè)所選電容器IC額定容量QNC額定電壓UNC額定電流INC額定容抗XNC則每個(gè)電容器額定電壓和額定電流應(yīng)滿(mǎn)足通過(guò)電容器組的最大工作電流式中m、n

25、應(yīng)取稍大于計(jì)算值的正整數(shù)第37頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四三相電容器組的實(shí)際容量為串聯(lián)電容器安裝的一般原則是應(yīng)使沿電力線(xiàn)路的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內(nèi)。當(dāng)負(fù)荷集中在線(xiàn)路末端時(shí)，電容器應(yīng)串聯(lián)在末端；當(dāng)沿線(xiàn)路有多個(gè)負(fù)荷時(shí)，可將電容串接在補(bǔ)償前產(chǎn)生二分之一線(xiàn)路電壓損耗處（見(jiàn)圖6-11）。補(bǔ)償度用來(lái)衡量串聯(lián)電容補(bǔ)償性能kc1，過(guò)補(bǔ)償； kc=1全補(bǔ)償若串聯(lián)電容主要用于低壓電網(wǎng)調(diào)壓，通常采用過(guò)補(bǔ)償或全補(bǔ)償；若主要用于提高電力網(wǎng)的輸送容量和穩(wěn)定性，通常采用欠補(bǔ)償。2、串聯(lián)電容與并聯(lián)電容在不同條件下的補(bǔ)償效果(1) 調(diào)壓要求相同時(shí)，兩種補(bǔ)償方式容量大小比

26、較并聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，線(xiàn)路電壓損耗串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)第38頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四由于調(diào)壓要求相同，即考慮到串聯(lián)電容的補(bǔ)償容量線(xiàn)路無(wú)功損耗可得為減少同樣大小的電壓損耗，需設(shè)置串聯(lián)電容器的容量?jī)H為并聯(lián)電容器的容量的17%-25% (2) 調(diào)壓效果比較(3) 適用場(chǎng)合比較(4) 降低功率損耗方面比較參見(jiàn)課本120頁(yè)【例6.4】第39頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四某降壓變壓器歸算至高壓側(cè)的參數(shù)及負(fù)荷功率均標(biāo)注于圖中。在最大負(fù)荷時(shí)， 在最小負(fù)荷時(shí)要求在變壓器的低壓母線(xiàn)采用順調(diào)壓方式，選擇變壓器分接頭電壓?！纠?.1】解：1）變壓器阻抗中的功率損耗2）變壓器

27、環(huán)節(jié)首端功率return第40頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四3）最大最小負(fù)荷下變壓器阻抗的電壓損耗4）計(jì)算變壓器分接頭電壓 選最接近Ultav的標(biāo)準(zhǔn)分接頭為112.75KV。 return第41頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四5）校驗(yàn)由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，所選分接頭電壓滿(mǎn)足調(diào)壓要求。return第42頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四某升壓變壓器的額定容量為63MVA，電壓為歸算到高壓側(cè)的變壓器阻抗。已知要求發(fā)電機(jī)電壓在1010.5kV范圍【例6.2】?jī)?nèi)變化，試選擇變壓器的分接頭電壓。解：1）計(jì)算最大最小負(fù)荷下 變壓器的電

28、壓損耗 return第43頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四2）計(jì)算變壓器分接頭電壓 3）選最接近Ultav的標(biāo)準(zhǔn)分接頭為124.025KV。4）校驗(yàn)由計(jì)算結(jié)果可見(jiàn)，所選分接頭電壓滿(mǎn)足調(diào)壓要求。return第44頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四例【6.3】簡(jiǎn)單系統(tǒng)接線(xiàn)如下圖所示。降壓變電所低壓側(cè)母線(xiàn)要求常調(diào)壓,保持10.5kV。試確定無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備的容量：()補(bǔ)償設(shè)備采用電容器;(2)補(bǔ)償設(shè)備采用調(diào)相機(jī)解:補(bǔ)償前最大、最小負(fù)荷時(shí)變電所低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為第45頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四(1)補(bǔ)償采用電容器選用

29、 110+2.5即112.75kV的接頭最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部退出,高壓側(cè)分接頭電壓為按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求確定補(bǔ)償容量第46頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四校驗(yàn)：最大負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部投入低壓母線(xiàn)實(shí)際電壓為最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部退出，已知 可得低壓側(cè)實(shí)際電壓為最大負(fù)荷時(shí)電壓偏移為最小負(fù)荷時(shí)電壓偏移為可見(jiàn)選擇的電容器容量能滿(mǎn)足常調(diào)壓的要求return第47頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四(2)補(bǔ)償設(shè)備采用調(diào)相機(jī)時(shí)首先確定應(yīng)選用的變比(6-24)解得k=9.91選用主接頭110kv按最大負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求確定QC第48頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月

30、20日，18點(diǎn)11分，星期四選用容量為7.5Mvar的調(diào)相機(jī).校驗(yàn):最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)過(guò)激運(yùn)行,輸出7.5Mvar無(wú)功功率低壓母線(xiàn)實(shí)際電壓為最小負(fù)荷時(shí),調(diào)相機(jī)欠激運(yùn)行,吸取3.75Mvar無(wú)功功率第49頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四低壓母線(xiàn)實(shí)際電壓為return最大及最小負(fù)荷時(shí)的電壓偏移分別為可見(jiàn)選用的調(diào)相機(jī)容量是恰當(dāng)?shù)?最小負(fù)荷時(shí)適當(dāng)減小吸取的無(wú)功功率就可使低壓母線(xiàn)電壓達(dá)到 10.5kv .換言之,選用的調(diào)相機(jī)容量還有一定的裕度.第50頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四例【6.4】阻抗為R+jX=13.5+j12()的35kV電力線(xiàn)路，輸送功

31、率4MW，功率因數(shù)0.7，線(xiàn)路末端電壓為30.4kV，要將其提高為32kV。試求：串聯(lián)電容器組的容量；為達(dá)到同樣調(diào)壓要求所需設(shè)置的并聯(lián)電容器容量，并比較兩種補(bǔ)償方案的功率損耗。解：已知串聯(lián)電容的容抗查表，選用UNC=0.6KV，QNC=20kvar的單相串聯(lián)電容器電容器組的最大工作電流取m=4 n=3第51頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四三相電容器組的實(shí)際容量為校驗(yàn)：電容器組的實(shí)際容抗末端電壓實(shí)際升高大于1.6，滿(mǎn)足要求。采用并聯(lián)電容器依（6-19）第52頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四return并聯(lián)電容器后線(xiàn)路功率損耗串聯(lián)電容器后線(xiàn)路功率

32、損耗第53頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四6.5 輸電線(xiàn)路導(dǎo)線(xiàn)截面的選擇 導(dǎo)線(xiàn)截面選擇的基本原則1發(fā)熱條件： 導(dǎo)線(xiàn)在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過(guò)其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2電壓損失條件： 導(dǎo)線(xiàn)或電纜在通過(guò)正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損失應(yīng)小于要求的電壓損失，以保證供電質(zhì)量。3機(jī)械強(qiáng)度條件： 在正常工作條件下，導(dǎo)線(xiàn)應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以防止斷線(xiàn)，故要求導(dǎo)線(xiàn)截面不應(yīng)小于最小允許截面。4 經(jīng)濟(jì)條件： 選擇導(dǎo)線(xiàn)截面時(shí)，即要降低線(xiàn)路的電能損耗和維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線(xiàn)路投資和有色金屬消耗量，通?？砂磭?guó)家規(guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)截面。第54

33、頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四5電暈條件： 高壓輸電線(xiàn)路產(chǎn)生電暈時(shí)，不僅會(huì)引起電暈損耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無(wú)線(xiàn)電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導(dǎo)線(xiàn)的外徑不能過(guò)小。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線(xiàn)截面選擇的原則如下： 對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線(xiàn)截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電暈條件。 對(duì)地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線(xiàn)截面，以保證用戶(hù)的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。對(duì)低壓配電網(wǎng)：通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線(xiàn)截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。第55頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)截面1經(jīng)濟(jì)電流密度的概念導(dǎo)線(xiàn)截面

34、越大，線(xiàn)路的功率損耗和電能損耗越?。茨赀\(yùn)行費(fèi)用越?。?，但是線(xiàn)路投資和有色金屬消耗量都要增加；反之，導(dǎo)線(xiàn)截面越小，線(xiàn)路投資和有色金屬消耗量越少，但是線(xiàn)路的功率損耗和電能損耗卻要增大（即年運(yùn)行費(fèi)用越大）。 綜合以上兩種情況，使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最小、初投資費(fèi)用又不過(guò)大而確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線(xiàn)截面，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)截面，用Aec表示。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的導(dǎo)線(xiàn)電流密度，稱(chēng)為經(jīng)濟(jì)電流密度，用jec表示。 第56頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四如圖 是年運(yùn)行費(fèi)用F與導(dǎo)線(xiàn)截面A的關(guān)系曲線(xiàn)。 1年折舊費(fèi)和年維修管理費(fèi)之和與導(dǎo)線(xiàn)截面的關(guān)系曲線(xiàn)；3為曲線(xiàn)1與曲線(xiàn)2的疊加，表示線(xiàn)路的年運(yùn)行費(fèi)與導(dǎo)線(xiàn)截

35、面的關(guān)系曲線(xiàn)。 2年電能損耗費(fèi)與導(dǎo)線(xiàn)截面的關(guān)系曲線(xiàn)；由圖可知，曲線(xiàn)3的最低點(diǎn)（a點(diǎn)）的年運(yùn)行費(fèi)用最小，但從綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮，導(dǎo)線(xiàn)截面選Ab比選Aa更為經(jīng)濟(jì)合理，即 Ab為經(jīng)濟(jì)截面。線(xiàn)路年運(yùn)行費(fèi)用與導(dǎo)線(xiàn) 截面的關(guān)系曲線(xiàn)第57頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四2按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)截面的方法我國(guó)現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度見(jiàn)書(shū)中表6-3。則例6-5 有一條長(zhǎng)15km的35kV架空線(xiàn)路，計(jì)算負(fù)荷為4850kW，功率因數(shù)為0.8，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4600h。試按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其導(dǎo)線(xiàn)截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。解：（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線(xiàn)截面說(shuō)明：計(jì)算出經(jīng)濟(jì)截面Aec后

36、，應(yīng)選最接近而又偏小一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)截面。 第58頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四查附錄表II-1得LGJ-70的允許載流量（室外25） A，滿(mǎn)足要求。 線(xiàn)路的計(jì)算電流為： 由表6-3，查得jec=1.15A/mm2 ,因此，導(dǎo)線(xiàn)的經(jīng)濟(jì)截面為選LGJ-70型鋁絞線(xiàn)。（2）校驗(yàn)發(fā)熱條件： （3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度： 查表6-4得，35kV鋼芯鋁絞線(xiàn)的最小允許截面為25mm2，因此所選LGJ-70滿(mǎn)足機(jī)械強(qiáng)度要求。 第59頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四線(xiàn)路電壓（KV）導(dǎo)線(xiàn)型號(hào)最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax（h） 3000 4000 5000 6000 700

37、0 10 LJ LGJ 1.19 1.40 1.00 1.17 0.86 1.00 0.75 0.87 0.67 0.7835220 LGJ 1.53 1.28 1.10 0.96 0.84表 經(jīng)濟(jì)電流密度第60頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四二、按機(jī)械強(qiáng)度的要求選擇導(dǎo)線(xiàn)最小容許截面 為了保證電力線(xiàn)路在運(yùn)行中安全，導(dǎo)線(xiàn)必須有必要的機(jī)械強(qiáng)度，這就要求導(dǎo)線(xiàn)截面不能太小。所以在規(guī)程中對(duì)各種不同電壓等級(jí)的電力線(xiàn)路和不同的導(dǎo)線(xiàn)材料，按機(jī)械強(qiáng)度的要求規(guī)定了導(dǎo)線(xiàn)最小容許截面。(書(shū)上表6-4) 三、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線(xiàn)截面 按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線(xiàn)截面的方法:應(yīng)使導(dǎo)線(xiàn)的允許載流量

38、Ial不小于通過(guò)相線(xiàn)的計(jì)算電流I30，即 導(dǎo)線(xiàn)的允許載流量與環(huán)境溫度和敷設(shè)條件有關(guān)。當(dāng)敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)，則允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)，即 第61頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四此時(shí)，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為： 四、按電暈臨界電壓選擇導(dǎo)線(xiàn)截面電力線(xiàn)路的運(yùn)行電壓超過(guò)導(dǎo)線(xiàn)的電暈臨界電壓時(shí)，電力線(xiàn)路會(huì)出現(xiàn)電暈。這樣，一方面會(huì)產(chǎn)生電暈損耗，使網(wǎng)損增大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差；另一方面電暈放電對(duì)無(wú)線(xiàn)電有干擾作用。因此，應(yīng)按晴天導(dǎo)線(xiàn)不出現(xiàn)電暈這一條件選擇導(dǎo)線(xiàn)最小容許截面或最小容許直徑。（表6-6）第62頁(yè)，共71頁(yè)，2022年，5月20日，18點(diǎn)11分，星期四 1.樹(shù)干式線(xiàn)路電壓損失計(jì)算各負(fù)荷點(diǎn)的負(fù)荷功率用p、q表示；各段干線(xiàn)的功率 用P、Q表