第12章 电力系统的无功功率平衡和电压调整

1、 Huazhong University of Science and Technologyp 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡u无功负荷和无功电源及其无功电压特性无功负荷和无功电源及其无功电压特性u无功功率平衡与电网电压水平的关系无功功率平衡与电网电压水平的关系p 电压调整的基本概念电压调整的基本概念u允许电压偏移允许电压偏移u中枢电压管理中枢电压管理p 电压调整的措施电压调整的措施p 调压措施的应用调压措施的应用Huazhong University of Science and TechnologyCH12 电力系统的无功功率电力系统的无功功率 平衡和电压调整平衡和电压调整电

2、力系统的无功功率平衡和电压调整电力系统的无功功率平衡和电压调整概述概述p 电压是衡量电能质量的一个重要指标电压是衡量电能质量的一个重要指标p 质量合格的电压应该在以下四个方面都能满足有关国家标准质量合格的电压应该在以下四个方面都能满足有关国家标准规定的要求：规定的要求：l 供电电压偏移供电电压偏移l 电压波动和闪变电压波动和闪变l 电网谐波电网谐波l 三相不对称程度三相不对称程度电力系统的无功功率平衡和电压调整电力系统的无功功率平衡和电压调整概述概述p 电压合理的重要性：电压合理的重要性：l 对设备：对设备：V 引起效率下降、经济性能变差，影响生活质量：照明；引起效率下降、经济性能变差，影响生

3、活质量：照明； 缩短寿命，甚至造成损坏：白炽灯、电动机、绝缘；缩短寿命，甚至造成损坏：白炽灯、电动机、绝缘； 降低生产率，出废品、次品降低生产率，出废品、次品l 对电力系统：电压降低：会使网络中功率和能量的损耗加大；对电力系统：电压降低：会使网络中功率和能量的损耗加大； 电压过低：有可能危及电力系统的运行稳定性；电压过低：有可能危及电力系统的运行稳定性； 电压过高：各种电气设备的绝缘可能受到损害，电压过高：各种电气设备的绝缘可能受到损害， 在超高压网络中还将增加电晕损耗等在超高压网络中还将增加电晕损耗等电力系统的无功功率平衡和电压调整电力系统的无功功率平衡和电压调整概述概述p 允许的电压偏移允

4、许的电压偏移（严格保证电压经济上不可行，也没有必要）（严格保证电压经济上不可行，也没有必要）l 35kV及以上：及以上：5%l 10kV及以下：及以下：7%l 低压照明：低压照明： +7%，-10%l 农村电网：农村电网： +15%，-10%（+10%，-15%）p 合理的无功功率源配置是保证电压合理的关键合理的无功功率源配置是保证电压合理的关键 12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡1. 无功功率与电压的关系无功功率与电压的关系p 无功功率对电压水平有决定性的影响，是引起电压损耗的重要因素无功功率对电压水平有决定性的影响，是引起电压损耗的重要因素22()()ijjjjjPRQ

5、XPXQRPRQXVVVVVV0jjVV在高压网络中，在高压网络中，X R，当，当Q与与P可比时，电压降落的绝大部分为可比时，电压降落的绝大部分为QX项，如果减少项，如果减少Q，则可以大大减少电压损耗。，则可以大大减少电压损耗。 12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡1. 无功功率与电压的关系无功功率与电压的关系p 节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用0VV 忽略忽略 R R2sincos sincoscossin cossinEVPVIEXIXEVVQVIEVXIXX12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡1.

6、 无功功率与电压的关系无功功率与电压的关系p 节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用2222cosEVVEVVQPXXXXu 当当 P 和和 E 为定值时，为定值时，Q(V) 特性曲线为下开特性曲线为下开口抛物线口抛物线，如右图如右图u 调节励磁电流，改变调节励磁电流，改变 E 可调整可调整 Q(V) 特性特性12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡1. 无功功率与电压的关系无功功率与电压的关系p 节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用u 系统无功电源充足，可以满足较高电压水平系统

7、无功电源充足，可以满足较高电压水平下的无功功率平衡下的无功功率平衡u 系统无功电源不足，运行电压水平偏低系统无功电源不足，运行电压水平偏低u 系统无功电源过剩，运行电压水平偏高系统无功电源过剩，运行电压水平偏高u 节点电压有效值的大小对于无功功率分布起节点电压有效值的大小对于无功功率分布起决定作用决定作用12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡1. 无功功率与电压的关系无功功率与电压的关系p 无功功率平衡与电压水平的关系无功功率平衡与电压水平的关系-Ex12-240X PjQ1V2VLDLDPjQ222122VVVQPXX221LDLD000115kV, 40MW, 110MMV

8、VPQQQVQV22已知：；（1）若=20var，试根据无功功率平衡条件确定 ；（2）若=30var，试确定22LD0110VQQMvarQkVV3025201510102104106108110LD-1( )QVLD-2( )QV( )Q VV2/kV103104105106107Q/Mvar28.1925.9123.5921.2118.79QLD-117.5417.8818.2218.5718.92QLD-226.3026.8227.3327.8628.3912.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡2. 无功功率无功功率平衡平衡p 无功功率平衡的基本概念无功功率平衡的基本概念u

9、 系统无功电源容量大于无功负荷与无系统无功电源容量大于无功负荷与无功损耗之和，具有备用容量功损耗之和，具有备用容量GCLDLresQQQQu 无功电源总出力包括发电机无功功率无功电源总出力包括发电机无功功率和各种无功补偿设备的无功功率和各种无功补偿设备的无功功率GCGCQQQ 发电机无功功率按额定功率因数计算发电机无功功率按额定功率因数计算u 无功损耗包括包括变压器的无功损无功损耗包括包括变压器的无功损耗、线路电抗的无功损耗和线路电耗、线路电抗的无功损耗和线路电纳的无功功率纳的无功功率LLTLBQQQQcos0.9u 无功负荷按照负荷有功功率和功率无功负荷按照负荷有功功率和功率因数计算因数计算

10、35kV及以上工业负荷：及以上工业负荷：其它负荷：其它负荷： cos0.8512.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡2. 无功功率无功功率平衡平衡p 无功功率平衡的基本要求无功功率平衡的基本要求u 无功电源的无功输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功无功电源的无功输出应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求率的需求u 系统还必须配置一定的无功备用容量系统还必须配置一定的无功备用容量u 尽量尽量避免无功大容量远距离传送避免无功大容量远距离传送，应该，应该分地区、分电压级、就地进行无功分地区、分电压级、就地进行无功功率平衡功率平衡。“调余补缺调余补缺”对于无

11、功功率不适宜。对于无功功率不适宜。u 一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式计算无功平衡，必要时还一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式计算无功平衡，必要时还应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡 222LPQPRVPRQXVV12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡2. 无功功率无功功率平衡平衡p 无功功率平衡的实现无功功率平衡的实现u 无功平衡是一个比有功平衡更复杂的问题。无功平衡是一个比有功平衡更复杂的问题。 一方面，不仅要考虑总的无一方面，不仅要考虑总的无功功率平衡还要考虑分地区的无功平衡，还要计及

12、超高压线路充电功率、功功率平衡还要考虑分地区的无功平衡，还要计及超高压线路充电功率、网损、线路改造、投运、新变压器投运及大用户等各种对无功平衡有影响网损、线路改造、投运、新变压器投运及大用户等各种对无功平衡有影响的因素的因素u 一般无功功率按照就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散一般无功功率按照就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电电容器；大容量的配置在系统中枢点的无功补偿的无功补偿可采用静电电容器；大容量的配置在系统中枢点的无功补偿 则宜采用同步调相机或则宜采用同步调相机或SVC 超高压线路并联高压电抗：超高压线路并联高压电抗：90%QB 变电站低容

13、低抗、配电网电容补偿变电站低容低抗、配电网电容补偿12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡3. 无功功率负荷无功功率负荷（1）异步电动机：）异步电动机：是电力系统主要的无功负荷是电力系统主要的无功负荷u 等值电路等值电路u 因为异步电动机在电力系统负荷（特别是无功负荷）中占比因为异步电动机在电力系统负荷（特别是无功负荷）中占比重很大，重很大，系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定mjXjXRsIIV22MmmVQQQI XXu 异步电动机的无功功率和有功功率异步电动机的无功功率和有功功率u 异步电动机的无功电压特性异步电动机的无功电压

14、特性受载系数受载系数负载不变负载不变电压降低电压降低无功损耗无功损耗反而升高反而升高2M(1)I RPssMNPP受饱和影响，受饱和影响，励磁功率稍高励磁功率稍高于二次曲线于二次曲线12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡3. 无功功率负荷无功功率负荷（2）变压器的无功损耗）变压器的无功损耗TjBTTRjXITG1V2V22LT0TTT220SNNN% 100100SQQQV BXVIVSVSSV u 变压器的无功损耗变压器的无功损耗u 变压器等值电路变压器等值电路（3）输电线路的无功损耗）输电线路的无功损耗22221122L221222B122PQPQQXXVVBQVV u 输

15、电线路的无功消耗输电线路的无功消耗u 输电线路等值电路输电线路等值电路2BjLLRjX1V2V11PjQ22PjQ2Bj35kV线线路充电路充电功率很功率很小，线小，线路消耗路消耗无功功无功功率；率；110kV及以上及以上线路轻线路轻载时为载时为无功电无功电源，重源，重载时消载时消耗无功耗无功功率。功率。12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源p 发电机发电机p 同步调相机同步调相机p 静电电容器静电电容器 p 静止无功补偿器静止无功补偿器 p 静止无功发生器静止无功发生器 12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率

16、电源（1） 发电机发电机P-Q极限极限djXNIENV_sincosdNNGNdNNGNABX IQADX IP受额定励磁电流（受额定励磁电流（空载电势空载电势）限制，）限制，以以O点为圆心，点为圆心，OC为半径为半径进相运行的进相运行的静态稳定约静态稳定约束束和定子绕和定子绕组端部温升组端部温升受定子额定电流（受定子额定电流（额定视在功率额定视在功率）限）限制，以制，以A点为圆心点为圆心，AC为半径为半径u OC空载电势空载电势 Eu OA机端电压机端电压 VNu AC发电机电抗发电机电抗压降，正比于视在压降，正比于视在功率；功率；u AD正比于机端正比于机端有功功率有功功率u AB正比于机

17、端正比于机端无功功率无功功率u DC原动机输入原动机输入功率（功率（额定有功功额定有功功率率）约束）约束讨论发电机在非额定功率因数讨论发电机在非额定功率因数下的无功功率：下的无功功率：隐极机联接在隐极机联接在恒压母线上恒压母线上 sinGNGNNGNNQSP tgu 额定状态下：额定状态下：12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源n 旋转元件，运行维护复杂；旋转元件，运行维护复杂；n 有功损耗较大，满负荷时约为额定容量的有功损耗较大，满负荷时约为额定容量的1.5%5%，容量越小，比例越大；，容量越小，比例越大；n 小容量机组投资费用高（每小容量机组投资

18、费用高（每kVA），仅利于集中大容量使用；），仅利于集中大容量使用；n 响应速度较慢，难以适应动态无功控制的要求；响应速度较慢，难以适应动态无功控制的要求；n 20世纪世纪70年代后，逐渐为静止无功补偿器取代。年代后，逐渐为静止无功补偿器取代。djXIEVEVIdjX IVEIdjX I（2）同步调相机）同步调相机u 过励磁运行过励磁运行，向电网输出感性无功功率；，向电网输出感性无功功率；u 欠励磁运行欠励磁运行，从电网吸收感性无功功率；，从电网吸收感性无功功率；u 欠励磁最大容量为过励磁容量的欠励磁最大容量为过励磁容量的50%65%；u 可实现无功电压连续调节；可实现无功电压连续调节；u 具

19、有强励功能，有利于在系统故障时提高稳定性。具有强励功能，有利于在系统故障时提高稳定性。12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源（3）静电电容器）静电电容器u 输出无功与节点电压平方成正比，输出无功与节点电压平方成正比，无功功率调节性能较差无功功率调节性能较差（V，Q）；）；u 装设容量可大可小，既可集中安装，亦可分散安装；装设容量可大可小，既可集中安装，亦可分散安装；u 单位容量投资费用较小，与总容量无关；单位容量投资费用较小，与总容量无关；u 运行损耗小，约为额定容量的运行损耗小，约为额定容量的 0.3%0.5%；u 无旋转元件，运行维护方便；无旋转

20、元件，运行维护方便；u 可根据负荷变化，分组投切电容器，实现补偿功率的分级调节（不连续）；可根据负荷变化，分组投切电容器，实现补偿功率的分级调节（不连续）；u 是目前电网中广泛采用的无功补偿技术是目前电网中广泛采用的无功补偿技术；u 工程上遇到由于谐波引起的电容器损坏事故较为突出，值得关注。工程上遇到由于谐波引起的电容器损坏事故较为突出，值得关注。12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源（4）静止无功补偿器）静止无功补偿器 SVC（Static Var Compensator）: 由静电电容器与电抗器由静电电容器与电抗器并联组成，并联组成，可平滑地改变

21、可平滑地改变 输出或吸收的输出或吸收的 Q，1970以来以来SVC在国外已被大量采在国外已被大量采用，在我国电力系统中用，在我国电力系统中1990以来也逐步得到了广泛应用以来也逐步得到了广泛应用p 静止无功补偿器静止无功补偿器饱和电抗器型静止补偿器饱和电抗器型静止补偿器电容电容CS：V-I 特特性斜率调整；性斜率调整；u饱和电抗器饱和电抗器12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源p 静止无功补偿器静止无功补偿器晶闸管控制电抗器型静止补偿器晶闸管控制电抗器型静止补偿器uTCR 支路正负支路正负半周内部分导通半周内部分导通u等值电感可连等值电感可连续调节续

22、调节u有谐波有谐波12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源p 静止无功补偿器静止无功补偿器晶闸管投切电容器型静止补偿器晶闸管投切电容器型静止补偿器uTSC：整周：整周波投切，不产波投切，不产生谐波生谐波u分级调节分级调节u快速响应快速响应12.1 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡4.无功功率电源无功功率电源（5）静止无功发生器）静止无功发生器 SVG（Static Var Generator），又称为：，又称为：STATCOM（静（静止同步补偿器）、止同步补偿器）、STATCON（静止调相机）（静止调相机）djXIAVSVAVSVIdjX

23、ISVAVIdjX Iu 与与SVC相比，响应速度更快，运行范相比，响应速度更快，运行范围更宽，谐波电流含量更少围更宽，谐波电流含量更少u 电压较低时仍可向系统注入较大的无电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流功电流u 储能电容的容量远小于装置无功容量储能电容的容量远小于装置无功容量12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念p 电压偏移过大的危害电压偏移过大的危害u 电压偏低电压偏低对系统和用户的影响对系统和用户的影响 电动机输出转矩降低或定子电流电动机输出转矩降低或定子电流增大，失速甚至停转；增大，失速甚至停转； 电热设备生产效率降低电热设备生产效率降低 照明光线不足，影响人的视力照明光

24、线不足，影响人的视力 网络功率和能量损耗增加网络功率和能量损耗增加 降低系统运行的稳定性降低系统运行的稳定性u 电压偏高电压偏高对系统和用户的影响对系统和用户的影响 电气设备绝缘受损，寿命缩短电气设备绝缘受损，寿命缩短 超高压网络电晕损耗超高压网络电晕损耗p 允许电压偏移允许电压偏移u 35kV及以上供电电压：正、负偏移的及以上供电电压：正、负偏移的绝对值之和不超过绝对值之和不超过10%VN；上下偏移上下偏移同号时，按较大偏移绝对值衡量同号时，按较大偏移绝对值衡量u 10kV及以下三相供电电压：及以下三相供电电压：7%VNu 220V单相供电电压（低压照明）：单相供电电压（低压照明）： +7%

25、 -10%VNu 农村电网：农村电网： +15% -10%VN （+10% -15%VN）12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念p 中枢点的电压管理中枢点的电压管理u 中枢点：中枢点：电力系统中重要的供电点（电压支撑点）。电力系统中负荷点数电力系统中重要的供电点（电压支撑点）。电力系统中负荷点数目众多又很分散，有必要选择一些有代表性的节点，这些点的电压质量符目众多又很分散，有必要选择一些有代表性的节点，这些点的电压质量符合要求，其它各点的电压质量也能基本满足要求合要求，其它各点的电压质量也能基本满足要求 区域性水、火电厂高压母线区域性水、火电厂高压母线 枢纽变电所的二次母线枢纽变电所的

26、二次母线 有大量地方负荷的发电机电压母线有大量地方负荷的发电机电压母线u 中枢点电压允许变化范围确定中枢点电压允许变化范围确定： 中枢点向两个负荷点供电中枢点向两个负荷点供电 中枢点向多个负荷点供电中枢点向多个负荷点供电 如果中枢点是发电机母线如果中枢点是发电机母线 在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围应有公共部分在任何时候，各个负荷点所要求的中枢点允许变化范围应有公共部分 p 中枢点电压允许变化范围确定中枢点电压允许变化范围确定中枢点向两个负荷点供电中枢点向两个负荷点供电 12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念OAASBBSVA：(0.951.05)VN时间时间VOAVO

27、A080.040.991.098240.11.051.15VB：(0.951.05)VN时间时间VOBVOB0160.010.961.068240.030.981.08N0.01VN0.03VN0.1VN0.04VVAVBV081624/ t h中枢点中枢点允许变化范围允许变化范围对中枢点电压变化范围的要求对中枢点电压变化范围的要求081624/ t hminASmaxASminBSmaxBSS081624/ t h0.960.991.061.090.981.051.081.15NV V1%7%12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念p 中枢点电压允许变化范围确定中枢点电压允许变化范围确

28、定中枢点向两个负荷点供电中枢点向两个负荷点供电 OAASBBSVA：(0.951.05)VN时间时间VOAVOA080.040.991.098240.11.051.15VB：(0.951.05)VN时间时间VOBVOB0160.010.961.068240.030.981.08中枢点中枢点允许变化范围允许变化范围对中枢点电压变化范围的要求对中枢点电压变化范围的要求u A、B两点的电压有两点的电压有10的的允许允许变化范围变化范围u 两处负荷大小和变化规两处负荷大小和变化规律不同律不同u 两段线路的电压损耗值两段线路的电压损耗值及变化规律亦不相同及变化规律亦不相同u 为同时满足两负荷点的为同时满

29、足两负荷点的电压要求，中枢点电压电压要求，中枢点电压的允许变化范围大大缩的允许变化范围大大缩小小：最大最大7，最小仅，最小仅1081624/ t h0.960.991.061.090.981.051.081.15NV V1%7%12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念p 中枢点电压允许变化范围确定中枢点电压允许变化范围确定中枢点向多个负荷点供电中枢点向多个负荷点供电 u 一般选择电压最高点和电压最低点来确定中枢点电压。一般选择电压最高点和电压最低点来确定中枢点电压。u 地区负荷最大时，电压最低的负荷点的允许电压下限电压损耗作为中地区负荷最大时，电压最低的负荷点的允许电压下限电压损耗作为中

30、枢点的最低电压；枢点的最低电压；u 地区负荷最小时，电压最高的负荷点的允许电压上限电压损耗作为中地区负荷最小时，电压最高的负荷点的允许电压上限电压损耗作为中枢点的最高电压。枢点的最高电压。p 中枢点电压允许变化范围确定中枢点电压允许变化范围确定中枢点为发电机母线中枢点为发电机母线 u 除了上述要求外，还应受厂用电设备和发电机的最高允许电压、保持系除了上述要求外，还应受厂用电设备和发电机的最高允许电压、保持系统稳定的最低允许电压的限制。统稳定的最低允许电压的限制。p 中枢点电压允许变化范围确定中枢点电压允许变化范围确定各负荷点所要求的中枢点电压允许变化范各负荷点所要求的中枢点电压允许变化范围应有

31、公共部分。若不行，则需要采取附加措施，如在负荷点装设调压设围应有公共部分。若不行，则需要采取附加措施，如在负荷点装设调压设备。备。12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念p 中枢点的电压管理中枢点的电压管理调压方式调压方式u 逆调压逆调压供电线路较长、负荷变动较大的枢纽变电站供电线路较长、负荷变动较大的枢纽变电站 大负荷时，线路电压损耗大，提高中枢点电压，使负荷点电压不至太低；大负荷时，线路电压损耗大，提高中枢点电压，使负荷点电压不至太低； 小负荷时，线路电压损耗小，降低中枢点电压，使负荷点电压不至太高小负荷时，线路电压损耗小，降低中枢点电压，使负荷点电压不至太高； 考虑发电机电压一定，

32、大负荷时中枢点电压会低一些，小负荷时则高一些，考虑发电机电压一定，大负荷时中枢点电压会低一些，小负荷时则高一些，这种电压的自然变化规律与逆调压的要求相反，因此，逆调压要求较高，实这种电压的自然变化规律与逆调压的要求相反，因此，逆调压要求较高，实现的难度较大。现的难度较大。 Smax: 1.05VN Smin: 1.0VN G110kV310kV380V有载调压变压器有载调压变压器12.2 电压调整的基本概念电压调整的基本概念p 中枢点的电压管理中枢点的电压管理调压方式调压方式u 顺调压顺调压供电距离较近，负荷变动较小的枢纽变电站供电距离较近，负荷变动较小的枢纽变电站 大负荷时，允许中枢点电压低

33、一些，但不低于线路额定电压的大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不低于线路额定电压的102.5%； 小负荷时，允许中枢点电压高一些，但不高于线路额定电压的小负荷时，允许中枢点电压高一些，但不高于线路额定电压的107.5%。u 恒调压恒调压 任何情况下，维持中枢点电压大约恒定，一般较线路额定电压高任何情况下，维持中枢点电压大约恒定，一般较线路额定电压高2%5%。 Smax: 1.02VN Smin: 1.075VNG110kV310kV380V1.02VN 1.05VN12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施p 电压调整的基本原理电压调整的基本原理u 调节励磁电流改变调节励磁电流改变 V

34、Gu 适当选择变压器变比适当选择变压器变比 ku 改变线路参数改变线路参数u 改变无功功率分布改变无功功率分布1:k1VGk2:1VbGR+jXP+jQ1212bGGPRQXVV kVkV kkVp 电压调整的措施电压调整的措施u 发电机调压发电机调压u 改变变压器变比调压改变变压器变比调压u 无功补偿调压无功补偿调压 采用静电电容器采用静电电容器 采用同步调相机采用同步调相机u 串联电容器补偿调压串联电容器补偿调压4%2%G4%2%3%1%10%5%8%3%6%2%110kV310kV380Vu 多级变压供电系统的电压损耗分布与多级变压供电系统的电压损耗分布与发电机调压发电机调压 机端电压允

35、许偏移：机端电压允许偏移：5%VGN，可采用逆调压，可采用逆调压 复杂电力系统中，发电机调压一般作为辅助性调压措施复杂电力系统中，发电机调压一般作为辅助性调压措施35%15%12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 改变变压器变比调压改变变压器变比调压改变变压器变比可以升高或降低次级绕组的电压。改变变改变变压器变比可以升高或降低次级绕组的电压。改变变压器的变比调压实际上就是根据调压要求适当选择分接头压器的变比调压实际上就是根据调压要求适当选择分接头n 降压变压器分接头的选择降压变压器分接头的选择n 升压变压器分接头的选择升压变压器分接头的选择p 调压分接头在高压绕组（双卷变），高压

36、调压分接头在高压绕组（双卷变），高压/中压绕组（三卷变）中压绕组（三卷变）p 对应额定电压的分接头为主接头对应额定电压的分接头为主接头p 6300 kVA及以下及以下 3个分接头个分接头 0.5% 8000 kVA及以上及以上 5个分接头个分接头 22.5%12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施2121121;tTTTTTNVVVVVPRQXVVVVVku 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 降压变压器分接头选择降压变压器分接头选择1 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVV

37、VV 根据计算得到的分接头电压选择最接近的变压器分接头根据计算得到的分接头电压选择最接近的变压器分接头 验算实际电压是否满足要求验算实际电压是否满足要求V1RT+jXTP+jQV221tNkV Vk:11 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVVVV12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 升压变压器分接头选择升压变压器分接头选择 根据计算得到的分接头电压选择最接近的变压器分接头根据计算得到的分接头电压选择最接近的变压器分接头 验算实际电压

38、是否满足要求验算实际电压是否满足要求V2RT+jXTP+jQV112NtVV1:kG2121121;tTTTTTNVVVVVPRQXVVVVVk12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施2121121;tTTTTTNVVVVVPRQXVVVVVku 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 降压变压器分接头选择降压变压器分接头选择1 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVVVVV1RT+jXTP+jQV221tNkVV 升压变压器分接头选择升压变压器分接头选择2121121;tTTTT

39、TNVVVVVPRQXVVVVVk1 .max1maxmax22max1 .min1minmin22min1 .1 .max1 .min2tTNtTNt avttVVVVVVVVVVVVVk:1V2RT+jXTP+jQV112NtVV1:kG 根据计算得到的分接头电压选择最接近的变压器分接头根据计算得到的分接头电压选择最接近的变压器分接头 验算实际电压是否满足要求验算实际电压是否满足要求12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施1 max1 min16.31105.7109.56.31132.34105.6109.5 1056.6107.55206.6tttVkVVkVkVVkVu 改

40、变变压器变比调压改变变压器变比调压 Ex 12-3 （降压变）（降压变） Ex 12-4（升压变）（升压变）1 max1 min16.31207.825134.216 122.0156.31144.579124.508 113.189122.015 124.508123.26.0 6.66226.0 6.6tttVkVVkVkVVkV1 max1 min16.31105.7109.5 99.66.31132.34116.2 105.6109.4 105.66.0 6.66107.52.0 6.6tttVkVVkVkVVkV顺调压顺调压逆调压逆调压（发电机）（发电机）12.3 电压调整的原理和措

41、施电压调整的原理和措施u 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 采用固定分接头的变压器调压，电压损耗不会改变，负荷变化时次级电压采用固定分接头的变压器调压，电压损耗不会改变，负荷变化时次级电压变化幅度也不会改变变化幅度也不会改变 如果电压损耗超过分接头可调整范围（如果电压损耗超过分接头可调整范围（5%），或者调压要求与实际的），或者调压要求与实际的相反（如逆调压），采用普通变压器的分接头调整将无法满足调压要求相反（如逆调压），采用普通变压器的分接头调整将无法满足调压要求 采用采用有载调压方式有载调压方式，可根据负荷状态确定合适分接头，从而缩小次级电压，可根据负荷状态确定合适分接头，从而缩小次级

42、电压变化幅度，甚至改变电压变化趋势变化幅度，甚至改变电压变化趋势 可用于有载调压的有：有载调压变压器和加压调压变压器可用于有载调压的有：有载调压变压器和加压调压变压器l 有载调压变压器：可带负载调节分接头，分接头调节范围比较大有载调压变压器：可带负载调节分接头，分接头调节范围比较大l 加压调压变压器：与主变压器配合使用，相当于有载调压变压器加压调压变压器：与主变压器配合使用，相当于有载调压变压器系统无功不足时，不宜采用改变变压器变比系统无功不足时，不宜采用改变变压器变比 K 调压的方法。调压的方法。V1k:1V2=V2cR+jXP+jQjQC2cV12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和

43、措施122PRQXVVVu 利用无功补偿调压利用无功补偿调压V1V2R+jXP+jQ22222cCccVPRQXPRQXQVVXVV2222ccVkVVkV 2222222222ccCccccVkVQVVkVVXXk VVVXku 补偿容量与调压要求和补偿容量与调压要求和变压器变比选择均有关变压器变比选择均有关u 变比变比 k 选取原则：满足选取原则：满足调压要求的前提下，使调压要求的前提下，使得无功补偿容量最小得无功补偿容量最小u 低压配电线路和电缆线路，低压配电线路和电缆线路，RX，PR/V占占电压损耗较大，无功补偿调压效果一般；电压损耗较大，无功补偿调压效果一般；V1k:1V2R+jXP

44、+jQ2V122CccPRQQXVVV12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 利用无功补偿调压利用无功补偿调压静电电容器静电电容器 最小负荷时，无电容器补偿，确最小负荷时，无电容器补偿，确定变压器分接头位置；定变压器分接头位置； 最大负荷时，全部电容器投入，最大负荷时，全部电容器投入，按调压要求确定补偿容量按调压要求确定补偿容量22 max2max2 maxcCcVVQVkXk22min2min2min22minNtNtV VVVV VVV12tNVkV22 max2max2 max22 min2min2 mincCccCcVVQVkXkVVQVkXk2 max2max2 min

45、2min222 max2 minccccVVVVkVVu利用无功补偿调压利用无功补偿调压同步调相机同步调相机最小负荷时，调相机按最小负荷时，调相机按(0.50.65)额定容量欠励磁运行；额定容量欠励磁运行；最大负荷时，调相机按额定容量过最大负荷时，调相机按额定容量过励磁运行励磁运行V1k:1V2=V2cR+jXP+jQjQC2cVV1k:1V2R+jXP+jQ2V按计算的按计算的 k 选择分接头，再选择分接头，再计算实际的计算实际的 k ，然后计算实，然后计算实际的调相机容量际的调相机容量 QC 。 12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 线路串联电容补偿调压线路串联电容补偿调压

46、111PRQ XVV1111CCCCQ XVVVVVVXQ11CCVVQ XV：线路末端电压需提高的数值l 串联电容器提升末端电压：串联电容器提升末端电压：QX/V 随无功负荷增大而增大，与调压要求一致随无功负荷增大而增大，与调压要求一致l 功率因数高或功率因数高或 R 大的线路，由于电压损耗中大的线路，由于电压损耗中QX/V分量小，调压效果不明显分量小，调压效果不明显111()CCPRQ XXVV12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 线路串联电容补偿调压线路串联电容补偿调压111111()CCPRQ XXPRQ XVVVV 1111CCCCQ XVVVVVVXQl 确定串联电

47、容器台数及总容量确定串联电容器台数及总容量nmICmaxmax33NCCNCCCCNCNCNCmIInVIXQmnQmnVI12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 线路串联电容补偿调压线路串联电容补偿调压7 106 103.7135VkVkV 11353.71 29.986CCVVVXQ 35332CVkVkVEx 12-6 一条一条 35kV 的线路，的线路，R+jX=(10+j10)，输送功率，输送功率 P+jQ=(7+j6)MVA，线路首端电压为，线路首端电压为35kV，欲使线路末端电压不低于，欲使线路末端电压不低于33kV，求串联补偿容量。，求串联补偿容量。7 10610

48、353323510 CCCXVkVkVkVX 12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 线路串联电容补偿调压线路串联电容补偿调压l 电压减少百分比电压减少百分比 V % l 补偿度：补偿度：l 串联补偿安装的位置：串联补偿安装的位置：单负荷单负荷时，安装于末端：避免始端的电压过时，安装于末端：避免始端的电压过高和大短路电流；高和大短路电流； 多负荷多负荷时，安装于时，安装于1/2电压降落处电压降落处%1001001001CCCVVQXVVPRXXRQPX QXCCLXkXKC 1, 过补偿过补偿KC =1, 全补偿全补偿 KC 越大，改善电压质量的效果越好越大，改善电压质量的效果越

49、好 功率因数越小，功率因数越小，Q 越大，调压效果越好越大，调压效果越好 线路线路 R/X 越小，调压效果越好越小，调压效果越好 12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 按调压要求选择导线截面调压按调压要求选择导线截面调压l 适用：低压电力网，适用：低压电力网，V 中中 PR/X 分量较大分量较大l 单负荷时：单负荷时：l 对于给定电压等级，单位长度电抗值随导线截面变化的变化不大对于给定电压等级，单位长度电抗值随导线截面变化的变化不大 610kV，x=0.36/km 0.38kV，x=0.33/km()RXNNRXNNNPRQXVVVVVPVVVV sPsQXVVV 单位：单位：

50、s：mm2：mm2/kml：km12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施u 按调压要求选择导线截面调压按调压要求选择导线截面调压l 适用：低压电力网，适用：低压电力网，V 中中 PR/X 分量较大分量较大l 多负荷时：多负荷时：l 讨论：全线等面积，等电流密度，金属消耗量最小。讨论：全线等面积，等电流密度，金属消耗量最小。111()()nmmmmmRXNnmmmRXNnm mnNXP RQ XVVVVlPsVVVVP lsVVV 12.3 电压调整的原理和措施电压调整的原理和措施p 各种调压措施的简要述评各种调压措施的简要述评u 发电机调压不需增加费用，是发电机直接供电的小系统的主要

51、调压手段；发电机调压不需增加费用，是发电机直接供电的小系统的主要调压手段；u 多机系统中，调节任一台发电机励磁电流，会引起发电机间无功功率重新多机系统中，调节任一台发电机励磁电流，会引起发电机间无功功率重新分配，应根据发电机与系统连接方式和承担有功功率情况，合理确定调压分配，应根据发电机与系统连接方式和承担有功功率情况，合理确定调压整定值；整定值；u 系统无功电源充足时，可通过改变变压器变比进行调压，电压变化幅度较系统无功电源充足时，可通过改变变压器变比进行调压，电压变化幅度较大或要求逆调压时，宜采用变压器有载调压方式；大或要求逆调压时，宜采用变压器有载调压方式；u 系统无功不足时，不宜采用改变变压器变比的方式调压；系统无功不足时，不宜采用改变变压器变比的方式调压；u 并联电容器和串联电容器补偿的作用在于减少电压损耗的并联电容器和串联电容器补偿的作用在于减少电压损耗的QX/V分量；只有分量；只有该分量占比重较大时，调压效果才明显；该分量占比重较大时，调压效果