h1電力系統(tǒng)電壓和無功電力技術(shù)導(dǎo)則sifbn1

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1.1

電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)。電壓質(zhì)量對電力系統(tǒng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電器設(shè)備的安全與壽命，有重要的影響。本導(dǎo)則規(guī)定了電力系統(tǒng)各母線和用戶受電端電壓的允許偏差值以及電壓與無功調(diào)整的技術(shù)措施。1.2

電力系統(tǒng)的無功補(bǔ)償與無功平衡，是保證電壓質(zhì)量的基本條件。有效的電壓控制合理的無功補(bǔ)償，不僅能保證電壓質(zhì)量，而且提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性和安全性，充分發(fā)揮了經(jīng)濟(jì)效益。1.3

電力系統(tǒng)各部門(包括自備電廠和用電單位)在進(jìn)行規(guī)劃、設(shè)計(jì)、基建、運(yùn)行及用途管理等主面的工作時(shí)，應(yīng)遵守本導(dǎo)則。2名詞、術(shù)語2.1

系統(tǒng)額定電壓電力系統(tǒng)各級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的標(biāo)稱電壓值。系統(tǒng)額定電壓值是：220V、380V、3kV、6kV、10kV、35kV、63kV、110kV、220kV、330kV、500kV。其中，220V為單相交流值，其余均為三相交流值。2.2

電壓偏差由于電力系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)的緩慢變化，使電壓發(fā)生偏移。其電壓變化率小于每秒1%時(shí)，實(shí)際電壓值與系統(tǒng)額定電壓值之差。2.3

無功電源發(fā)電機(jī)實(shí)際可調(diào)無功出力、線路充電功率、以及包括電業(yè)部門及電力用戶無功補(bǔ)償設(shè)備在內(nèi)的全部容性無功容量。2.4自然無功負(fù)荷電力用戶補(bǔ)償前的無功負(fù)荷、發(fā)電廠(變電所)廠用無功負(fù)荷、以及各級(jí)電壓網(wǎng)各變壓器和電抗器及線路的無功消耗之總和。2.5無功補(bǔ)償設(shè)備包括電業(yè)及電力用戶網(wǎng)絡(luò)中的并聯(lián)電容器、串聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器、同期調(diào)相機(jī)和靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置。2.6無功補(bǔ)償容量電業(yè)部門及電力用戶無功補(bǔ)償設(shè)備的全部容性無功和感性無功容量。2.7逆調(diào)壓方式在電壓允許偏差值范圍內(nèi)，供電電壓的調(diào)整使電網(wǎng)高峰負(fù)荷時(shí)的電壓值高于電網(wǎng)低谷負(fù)荷時(shí)的電壓值。3基本要求3.1電力系統(tǒng)各級(jí)網(wǎng)絡(luò)，必須符合電壓允許偏差值的要求。3.2電力系統(tǒng)的無功電源與無功負(fù)荷，在高峰或低谷時(shí)都應(yīng)采用分(電壓)層和分(供電)區(qū)基本平衡的原則進(jìn)行配置和運(yùn)行，并應(yīng)具有靈活的無功電力調(diào)節(jié)能力與檢修備用。3.3在規(guī)劃、設(shè)計(jì)電力系統(tǒng)時(shí)，必須包括無功電源及無功補(bǔ)償設(shè)施的規(guī)劃。在發(fā)電廠和變電所設(shè)計(jì)中，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)規(guī)劃設(shè)計(jì)的要求，同時(shí)進(jìn)行無功電源及無功補(bǔ)償設(shè)施的設(shè)計(jì)。3.4電力系統(tǒng)應(yīng)有事故無功電力備用，以保證負(fù)荷集中地區(qū)在下列運(yùn)行方式下，保持電壓穩(wěn)定和正常供電，而不致出現(xiàn)電壓崩潰。3.4.1正常運(yùn)行方式下，突然失去一回線路、或一臺(tái)最大容量無功補(bǔ)償設(shè)備、或本地區(qū)一臺(tái)最大容量發(fā)電機(jī)(包括發(fā)電機(jī)失磁)。3.4.2在正常檢修方式下，發(fā)生3.4.1所述事故，允許采取必要的措施，如切負(fù)荷、切并聯(lián)電抗器等。3.5無功補(bǔ)償設(shè)備的配置與設(shè)備類型選擇，應(yīng)進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較。220kV及以上電網(wǎng)，應(yīng)考慮提高電力系統(tǒng)穩(wěn)定的作用。3.6加強(qiáng)受端系統(tǒng)最高一級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)的聯(lián)系及電壓支持，創(chuàng)造條件盡可能提高該級(jí)系統(tǒng)短路容量，對保持電壓正常水平及防止電壓失穩(wěn)具有重要意義。配電網(wǎng)絡(luò)則應(yīng)采用合理的供電半徑。3.7要按照電網(wǎng)結(jié)構(gòu)及負(fù)荷性質(zhì)，合理選擇各級(jí)電壓網(wǎng)絡(luò)中升壓和降壓變壓器分接開關(guān)的調(diào)壓范圍和調(diào)壓方式。電網(wǎng)中的各級(jí)主變壓器，至少應(yīng)具有一級(jí)有載調(diào)壓能力，需要時(shí)可選用兩級(jí)有載調(diào)壓變壓器。4電壓允許偏差值4.1用戶受電端的電壓允許偏差值4.1.135kV及以上用戶的電壓變動(dòng)幅度，應(yīng)不大于系統(tǒng)額定電壓的10%。其電壓允許偏差值，應(yīng)在系統(tǒng)過程貯電壓的90%～110%范圍內(nèi)。4.1.210kV用戶的電壓允許偏差值，為系統(tǒng)額定電壓的±7%。4.1.3380V電力用戶的電壓允許偏差值，為系統(tǒng)額定電壓的±7%。4.1.4220V用戶的電壓允許偏差值，為系統(tǒng)額定電壓的+7%～-10%。4.1.5特殊用戶的電壓允許偏差值，按供用電合同商定的數(shù)值確定。4.2發(fā)電廠和變電所的母線電壓允許偏差值4.2.1500(330)kV母線：正常運(yùn)行方式時(shí)，最高運(yùn)行電壓不得超過系統(tǒng)額定電壓的+10%最低運(yùn)行電壓不應(yīng)影響電力系統(tǒng)同步穩(wěn)定、電壓穩(wěn)定、廠用電的正常使用及下一級(jí)電壓的調(diào)節(jié)。向空載線路充電，在暫態(tài)過程衰減后線路末端電壓不應(yīng)超過系統(tǒng)額定電壓的1.15倍，持續(xù)時(shí)間不應(yīng)大于20min。4.2.2發(fā)電廠和500kV變電所的220kV母線：正常運(yùn)行方式時(shí)，電壓允許偏差為系統(tǒng)額定電壓的0～+10%；事故運(yùn)行方式時(shí)為系統(tǒng)額定電壓的-5%～+10%。4.2.3發(fā)電廠和220(330)kV變電所的110-35kV母線：正常運(yùn)行方式時(shí)，為相應(yīng)系統(tǒng)額定電壓的-3%～+7%；事故后為系統(tǒng)額定電壓的±10%。4.2.4發(fā)電廠和變電報(bào)的10(6)kV母線：應(yīng)使所帶線路的全部高壓用戶和經(jīng)配電變壓器供電的低壓用戶的電壓，均符合4.1.2、4.1.3、4.1.4、4.1.5各條款中的規(guī)定值。5無功電力平衡和補(bǔ)償5.1330～500kV電網(wǎng)，應(yīng)按無功電力分層就地平衡的基本要求配置高、低壓并聯(lián)電抗器，以補(bǔ)償超高壓線路的充電功率。一般情況下，高、低壓并聯(lián)電抗器的總?cè)萘坎灰说陀诰€路充電功率的90%。高、低壓并聯(lián)電抗器的容量分配應(yīng)按系統(tǒng)的條件和各自的特點(diǎn)全面研究決定。5.2330～500kV電網(wǎng)的受端系統(tǒng)，應(yīng)按輸入有功容量相應(yīng)配套安裝無功補(bǔ)償設(shè)備。其容量(kVar)宜按輸入容量(kw)的40%～50%計(jì)算。分別安裝在由其供電的220kV及以下變電所中。5.3220kV及以下電網(wǎng)的無功電源安裝總?cè)萘?，?yīng)大于電網(wǎng)最大自然無功負(fù)荷，一般可按最大自然無功負(fù)荷的1.15倍計(jì)算。5.4220kV及以下電網(wǎng)的自然無功負(fù)荷，可按式(1)計(jì)算式中qd--電網(wǎng)最大自然無功負(fù)荷，kVar；pd--電網(wǎng)最大有功負(fù)荷，kw；k--電網(wǎng)最大自然無功負(fù)荷系數(shù)。電網(wǎng)最大有功負(fù)荷，為本網(wǎng)發(fā)電機(jī)有功功率與主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的有功功率代數(shù)和的最大值。k值與電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、變壓級(jí)數(shù)、負(fù)荷組成、負(fù)荷水平及負(fù)荷電壓特性等因素有關(guān)，應(yīng)經(jīng)過實(shí)測和計(jì)算確定(實(shí)例和計(jì)算方法見附錄a)，也可以參照表1中的數(shù)值估算。5.5220kV及以下電網(wǎng)的容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?，可按?2)計(jì)算式中qc--容性無功補(bǔ)償設(shè)備總?cè)萘?；qd--最大自然無功負(fù)荷；qg--本網(wǎng)發(fā)電機(jī)的無功功率；qr--主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入的無功功率；ql--線路和電纜的充電功率。表1220V及以下電網(wǎng)的最大自然無功負(fù)荷系數(shù)注：本網(wǎng)中發(fā)電機(jī)有功功率比重較大時(shí)，宜取較高值：主網(wǎng)和鄰網(wǎng)輸入有功功率比較大時(shí)，宜取較低值。5.6電網(wǎng)的無功補(bǔ)償水平用無功補(bǔ)償度表示，可按式(3)計(jì)算式中wb--無功補(bǔ)償度，kVar/kw；qc--容性無功補(bǔ)償設(shè)備容量，kVar；pd--最大有功負(fù)荷(或裝機(jī)容量)，kw。5.7220kV及以下電壓等級(jí)的變電所中，應(yīng)根據(jù)需要配置無功補(bǔ)償設(shè)備，其容量可按主變壓器容量的0.10～0.30確定。在主變壓器最大負(fù)荷時(shí)，其二次側(cè)的功率因數(shù)不小于表2中所列數(shù)值，或者由電網(wǎng)供給的無功功率與有功功率比值不大于表2所列數(shù)值。表2220kV及以下變電所二次側(cè)功率因數(shù)規(guī)定值注：(1)由發(fā)電廠直接供電的變電所，其供電線路較短時(shí)，功率因數(shù)可取表2中較低值，其它變電所的功率因數(shù)應(yīng)取較高值。(2)經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，功率因數(shù)可高于表中上限值。5.810(6)kV配電線路上宜配置高壓并聯(lián)電容器，或者在配電變壓器低壓側(cè)配置低壓并聯(lián)電容器。電容器的安裝容量不宜過大，一般約為線路配電變壓器總?cè)萘康?.05～0.10，并且在線路最小負(fù)荷時(shí)，不應(yīng)向變電所倒送無功。如配置容量過大，則必須裝設(shè)自動(dòng)投切裝置。5.9電力用戶的功率因數(shù)應(yīng)達(dá)到下列規(guī)定。5.9.1高壓供電的工業(yè)用戶和高壓供電裝有帶負(fù)荷調(diào)整電壓裝置的電力用戶，功率因數(shù)為0.90以上。5.9.2其他100kVa(kw)及以上電力用戶和大、中型電力排灌站，功率因數(shù)為0.85以上。5.9.3躉售和農(nóng)業(yè)用電，功率因數(shù)為0.80以上。5.10對發(fā)電機(jī)(包括汽輪發(fā)電機(jī)、水輪發(fā)電機(jī)和抽水蓄能發(fā)電機(jī))的要求。5.10.1發(fā)電機(jī)額定功率因數(shù)(遲相)值，應(yīng)根據(jù)電力系統(tǒng)的要求決定：a直接接入330～500kV電網(wǎng)處于送端的發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，一般選擇不低于0.9；處于受端的發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，可在0.85～0.9中選擇。b直流輸電系統(tǒng)的送端發(fā)電機(jī)功率因數(shù)，可選擇為0.85；交直流混送的可在0.85～0.9中選擇。c其它發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)可按0.8～0.85選擇。5.10.2發(fā)電機(jī)吸收無功電力的能力：a新裝機(jī)組均應(yīng)具備在有功功率為額定值時(shí)，功率因數(shù)進(jìn)相0.95運(yùn)行的能力。b對已投入運(yùn)行的發(fā)電機(jī)，應(yīng)有計(jì)劃地按系列進(jìn)行典型的吸收無功電力能力試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果予以應(yīng)用。5.10.3水輪發(fā)電機(jī)的調(diào)相。遠(yuǎn)離負(fù)荷中心的，一般不考慮調(diào)相，處在受端系統(tǒng)內(nèi)的，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較認(rèn)為有必要時(shí)，應(yīng)配備有關(guān)調(diào)相運(yùn)行的設(shè)施進(jìn)行調(diào)相運(yùn)行。5.11變電所的并聯(lián)電容器組，應(yīng)具備頻繁投切功能，并裝設(shè)自動(dòng)控制裝置，經(jīng)常保持變電所二次母線的功率因數(shù)在表2規(guī)定的范圍內(nèi)。5.12在系統(tǒng)輕負(fù)荷時(shí)，對110kV及以下的變電所，當(dāng)電纜線路較多且在切除并聯(lián)電容器組后，仍出現(xiàn)向系統(tǒng)側(cè)送無功電力時(shí)，應(yīng)在變電所中、低壓母線上裝設(shè)并聯(lián)電抗器；對220kV變電所，在切除并聯(lián)電容器后，其一次母線功率因數(shù)高于0.98時(shí)，應(yīng)裝設(shè)并聯(lián)電抗器。5.13用戶的并聯(lián)電容器組，應(yīng)安裝按功率因數(shù)和電壓控制的自動(dòng)控制裝置，并應(yīng)有防止向系統(tǒng)送無功功率的措施。5.14在計(jì)算并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器等無功補(bǔ)償設(shè)備的實(shí)際出力時(shí)，應(yīng)扣除由于各種原因而影響的容量。5.15無功電源中的事故備用容量，應(yīng)主要儲(chǔ)備于運(yùn)行的發(fā)電機(jī)、調(diào)相機(jī)和靜止型動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置中，以便在電網(wǎng)發(fā)生因無功不足可能導(dǎo)致電壓崩潰事故時(shí)，能快速增加無功電源容量，保持電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。在電網(wǎng)電壓支撐點(diǎn)和220kV樞紐變電所中，應(yīng)有適當(dāng)?shù)臒o功補(bǔ)償設(shè)備備用容量，以便在運(yùn)行方式變化時(shí)，仍然保持電壓符合第4.2條的規(guī)定。6無功補(bǔ)償設(shè)備的選用6.1并聯(lián)電容器和并聯(lián)電抗器是電力系統(tǒng)無功補(bǔ)償?shù)闹匾O(shè)備，應(yīng)優(yōu)先選用此種設(shè)備。6.2當(dāng)發(fā)電廠經(jīng)過長距離的線路(今后不再串接中間變電報(bào))送給一個(gè)較強(qiáng)(短路容量較大)的受端系統(tǒng)時(shí)，為縮短線路的電氣距離，宜選用串聯(lián)電容器，其補(bǔ)償度一般不宜大于50%，并應(yīng)防止次同步諧振。6.3當(dāng)220～500kV電網(wǎng)的受端系統(tǒng)短路容量不足和長距離送電線路中途缺乏電壓支持時(shí)，為提高輸送容量和穩(wěn)定水平，經(jīng)技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可采用調(diào)相機(jī)。6.3.1新裝調(diào)相機(jī)組應(yīng)具有長期吸收70%～80%額定容量無功電力的能力。6.3.2對已投入運(yùn)行的調(diào)相機(jī)應(yīng)進(jìn)行試驗(yàn)，確定吸收無功電力的能力。6.4電力系統(tǒng)為提高系統(tǒng)穩(wěn)定、防止電壓崩潰、提高輸送容量，以技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可在線路中點(diǎn)附近(振蕩中心位置)或在線路沿線分幾處安裝靜止補(bǔ)償器；帶有沖擊負(fù)荷或負(fù)荷波動(dòng)、不平衡嚴(yán)重的工業(yè)企業(yè)，本身也應(yīng)采用靜止補(bǔ)償器。7網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)7.1電力系統(tǒng)規(guī)劃、設(shè)計(jì)中，應(yīng)對主要負(fù)荷集中地區(qū)的最高一級(jí)電壓電網(wǎng)(包括電源)，加強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)聯(lián)結(jié)及電壓支持(增大短路容量)，逐步形成堅(jiān)固的受端系統(tǒng)。7.2受端變電所應(yīng)深入市區(qū)，靠近負(fù)荷中心。為了提高可靠性，可采用雙t(三t)或環(huán)路布置斷環(huán)運(yùn)行等結(jié)構(gòu)方式，在事故運(yùn)行方式時(shí)，也應(yīng)滿足有關(guān)電壓的要求。7.3各級(jí)配電線路的最大允許電壓損失值，可參照下列數(shù)值選用：0kV--10kV線路首未端(正常方式)：5%380V線路(包括接戶線)：5%220V線路(包括接戶線)：7%7.410kV及以下網(wǎng)絡(luò)的供電半徑，應(yīng)根據(jù)電壓損失允許值、負(fù)荷密度、供電可靠性并留有一定裕度的原則予以確定。8變壓器調(diào)壓方式及調(diào)壓范圍的選擇8.1各級(jí)變壓器的額定變壓比、調(diào)壓方式、調(diào)壓范圍及每檔調(diào)壓值，應(yīng)滿足發(fā)電廠、變電所母線和用戶受電端電壓質(zhì)量的要求，并考慮電力系統(tǒng)10～15年發(fā)展的需要。8.2升壓變壓器高壓側(cè)的額定電壓，220kV及以下電壓等級(jí)者，宜選1.1倍系統(tǒng)額定電壓。330kV、550kV級(jí)變壓器高壓側(cè)的額定電壓，宜根據(jù)系統(tǒng)無功功率分層平衡要求，經(jīng)計(jì)算論證，確定其額定電壓值。8.3降壓變壓器高壓側(cè)的額定電壓，宜選系統(tǒng)額定電壓。中壓側(cè)和低壓側(cè)的額定電壓，宜選1.05倍系統(tǒng)額定電壓。8.4發(fā)電機(jī)升壓變壓器，一般可選用無勵(lì)磁調(diào)壓型。330kV、500kV級(jí)升壓變壓器，經(jīng)調(diào)壓計(jì)算論證可行時(shí)，也可采用不設(shè)分接頭的變壓器。8.5發(fā)電廠聯(lián)絡(luò)變壓器，經(jīng)調(diào)壓計(jì)算論證有必要時(shí)，可選用有載調(diào)壓型。8.6330kV、500kV級(jí)降壓變壓器宜選用無勵(lì)磁調(diào)壓型，經(jīng)調(diào)壓計(jì)算論證確有必要且技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較合理時(shí)，可選用有載調(diào)壓型。8.7直接向10kV配電網(wǎng)供電的降壓變壓器，應(yīng)選用有載調(diào)壓型。經(jīng)調(diào)壓計(jì)算。僅此一級(jí)調(diào)壓尚不能滿足電壓控制的要求時(shí)，可在其電源側(cè)各級(jí)降壓變壓器中，再采用一級(jí)有載調(diào)壓型變壓器。8.8電力用戶對電壓質(zhì)量的要求高于本導(dǎo)則4.1各規(guī)定的數(shù)值時(shí)，該用戶的受電變壓器應(yīng)選用有載調(diào)壓型。8.9變壓器分接開關(guān)調(diào)壓范圍應(yīng)經(jīng)調(diào)壓計(jì)算確定。無勵(lì)磁調(diào)壓變壓器一可選±2×2.5%(10kV配電變壓器為±5%)。對于有載調(diào)壓變壓器，63kV及以上電壓等級(jí)的，宜選±×(1.25～1.5)%；35kV電壓等級(jí)的，宜選±3×2.5%。位于負(fù)荷中心地區(qū)發(fā)電廠的升壓變壓器，其高壓側(cè)分接開關(guān)的的調(diào)壓范圍應(yīng)適當(dāng)下降2.5%～5.0%；位于系統(tǒng)送端發(fā)電廠附近降壓變電所的變壓器，其高壓側(cè)調(diào)壓范圍應(yīng)適當(dāng)上移2.5%～5%。9電力系統(tǒng)電壓的調(diào)整和監(jiān)測9.1各級(jí)變壓器分接開關(guān)的運(yùn)行位置，應(yīng)按保證發(fā)電廠和變電所線線以及用戶受電端的電壓偏差不超過允許值(滿足發(fā)電機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行的要求)、并在充分發(fā)揮無功補(bǔ)償設(shè)備的經(jīng)濟(jì)技術(shù)效益及降低線損的原則下，通過優(yōu)化計(jì)算確定。9.2為保證用戶受電端電壓質(zhì)量和降低線損，220kV及以下電網(wǎng)電壓的調(diào)整，宜實(shí)行逆調(diào)壓方式。9.3當(dāng)發(fā)電廠、變電所的母線電壓超出允許偏差范圍時(shí)，首先應(yīng)按無功電力分層、分區(qū)就地平衡的原則，