电力系统的无功平衡和电压调整

精品在线开放课程——电力系统分析电力系统的无功平衡和电压调整学

习

目

标

通过本课程的学习你可以1、明确无功电压的密切关系2、熟知无功负荷电压特性3、牢记无功电压监控任务与调整方法4、掌握无功电压调整操作步骤目录CONTENTS01无功与电压的关系及无功负荷电压特性0203无功电压监控与调整无功电压调整操作举例

第一部分无功与电压的关系及无功负荷电压特性01无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功与电压的关系1）无功交换与感应电压电感线圈通入交变的电流I，产生交变的磁场Φ，感应出交变的电压U，其电流落后电压90°，在电源与线圈之问进行着无功交换Q。可以说，没有这个无功交换，就不会感应出这个电压。反过来，要保持线圈这个电压，就要进行无功交换，提供无功电源，满足线圈的无功需求。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功与电压的关系2）无功与电压的关系无功交换功率与电压平方成正比。要维持线圈的额定电压，就要满足额定电压下的无功需求，实现额定电压下的无功平衡。可见，无功与电压关系密切，密不可分。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功负荷电压特性异步电动机是系统中无功功率的主要消耗者，变压器、输电线路也消耗一部分无功功率。异步电动机无功负荷大致与电压的平方成正比，它代表了系统无功负荷的电压特性。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功负荷电压特性1）异步电动机无功功率及电压特性无功功率包括：励磁功率和漏抗中的无功损耗。在额定电压附近：Q与U呈一次曲线关系（与电压平方正比）。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功负荷电压特性2）变压器无功损耗及电压特性无功功率包括：励磁损耗和漏抗损耗励磁功率大致与电压平方成正比无功损耗电压特性与异步电动机的相似无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功负荷电压特性3）输电线路的无功损耗线路电抗无功功率损耗与电流的平方成正比线路电容充电功率与电压的平方成正比ZLBL—线路电抗和电纳无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功负荷电压特性4）电抗器消耗的无功功率感性无功功率，与电压的平方成正比

第二部分无功电压监控与调整02无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功电压监控值班监控员负责受控站功率因数、母线电压的运行监视和调整，加强电网监视，及时投切变电站电容器、电抗器，遥控变压器分接开关，进行电压调整。1)监视电网功率因数监视各级电网功率因数，满足系统对功率因数的要求规程规定：220kV变压器高压侧功率因数高峰时段不小于0.95低谷时段不大于0.95无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功电压监控2)监视受控站母线电压监视各受控站各级母线电压不超允许偏差值无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功电压监控2)监视受控站母线电压500kV母线允许偏差允许偏差最高运行电压不得超过系统额定电压10%正常运行方式，电压允许偏差为系统额定电压的0～+10%最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电使用及下一级电压的调节无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功电压监控2)监视受控站母线电压220kV母线允许偏差允许偏差发电厂和500kV变电所的220kV母线电压正常运行方式，电压允许偏差为0~+10%即：220~-242kV其他变电所220kV母线电压正常运行方式，电压允许偏差为一3%~十7%即：213.4~235.4kV无功与电压的关系及无功负荷电压特性

1.无功电压监控2)监视受控站母线电压110~35kV母线允许偏差110~35kV母线电压允许偏差为一3％~+7%即：110kV母线106.7~-117.7kV

35kV母线33.95~-37.45kV10kV母线允许偏差10kV母线电乐允许偏差为0~+7%即：10~10.7kV无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功电压调整1)电压调整的主要方法（1）改变发电机、调相机励磁，投停电容器、电抗器（2）改变交压器分接头。（3）改变发电厂之间及发电广内部机组的负荷分配（4）开启、停运机组。（5）改变电网结线方式，投停并列运行的变压器（6）限制电压过低地区的负荷。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功电压调整2)主要采取的调压措施（1）调节周边电厂无功出力（2）投切电容器电抗器（3）调节主变分头（4）改变电网运行方式无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2)主要采取的调压措施（1）调节周边电厂无功出力发电机是唯一的有功电源，又是最基本的无功电源调节励磁电流：可改变输出的无功功率《与无穷大系统并列时〉或改变机端电压（单机运行时）值班调度员下达指令，调节周边发电厂发电机组励磁电流以改变机端电压。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2)主要采取的调压措施（1）调节周边电厂无功出力方式1：在P-Q曲线范围内调压当系统中无功电源不是，而有功备用容量又较充裕时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无功，从而提高系统的电压水平。方法2：调相运行调压发电机不发有功，只输出无功方式3：进相运行调压低谷期间，吸收系统多余的无功是降低电厂附近电压较为有效的方法。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2)主要采取的调压措施（1）调节周边电厂无功出力

发电机调压适用手小系统、短线路孤立发电厂不经升压直接供电的小电力网，线路上的电压损失不大，改变发电机端电压就可以满足要求。对于长线路多级供电的系统，电压变化太大，单靠发电机调压不行，只能满足近处地方负荷的电压要求。仅作辅助措施。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2)主要采取的调压措施（2）投切电容器电抗器a并联电容器补偿调压原理：增加系统无功，满足无功需求，提高电压水平;缺点：无功输出随电压降低而大大降低，调节性能差。因此应在高峰负荷到来之前及早投入变电站电容器b并联电抗器补偿调压无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2)主要采取的调压措施（3）调节主变分头监控员遥控变压器挡位，改变变比，调整中低压侧母线电乐。每次只调一档，不能连调两档。需要明确，在系统无功不足的条件下，不宜采用调分头的办法。因为某一地区调档升压后，该地区所需的无功也增大了，进一步扩大了系统的无功缺额，导致整个系统电压更加下降，从全局来看，当系统无功不足时不宜调分头调压。需要先投电容器，再升档。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2)主要采取的调压措施（4）改变电网运行方式在高峰期间，系统无功不足导致电压降低。尤其是城区变电站，负荷重、变化大，当采取投电容、调分头措施仍不能达到规定电压的范围时，可改变电网运行方式，将部分负荷转走，提高母线电压。无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功电压调整3)综合调压的原则（1）无功不足时根据就地衡补偿原则，先投入电压最低点附近的无功电源：再考虑分区、分层补偿，投入远处的无功电源和集中补偿的无功电源。（2）无功充足时考虑选择变压器分按头进行调整，以充分发挥各种设备的调压效果无功与电压的关系及无功负荷电压特性

2.无功电压调整4)变电站投退电容和调分头的操作顺序①电压合格：功率因数高

退电容：功率因数低投电容。②功率因数合格：电压高降档：电压低升档。③电压低、功率因数低：先投电容，再升档。④电压高、功率因数高：先退电容，再隆档。⑤电压低、功率因数高：先升档，电压合格后再退电容；升到最高档仍不合格，强投电容。⑥电压高、功率因数低：先降档，电压合格后再投电容；降到1档仍不合格，强退电容。

第三部分无功电压调整操作举例03无功电压调整操作举例

案例1田苑站35kVI段母线功率因数0.96、电压37.45kV。需调整功率因数，将1号电容器退出。无功电压调整操作举例

案例2曲水站#1主变档位在6档，35kV1段、10kV1段母线电压偏低(36.2kV、10.4kV)功率因数合格。需调压。调整思路：电压低、功率因数合格，将＃主变升1档。无功电压调整操作举例

案例3110kV兴隆站10kVI段母线电压偏低(10.1kV），功率因数0.9。需调整功率因数及10kVI段母线电压。调整思路：电压低、功率因数低，先投电容再升档。无功电压调整操作举例

案例4110kV城区变电站主变为有载调压变压器。10kV电容器共四组，两组电容运行、两组开关热备用。高峰负荷期间10kV母线电压己低于10kV。无功电压调整操作举例

案例4电压调整的思路1、投入变电站#2、#4电容器2、改变变压器分接头（升档)3、将可转移负荷调整至其它变电站（各联络线负荷转走）若采取以上措施后电压仍不合格，可采取调整发电机无功出力及改变网络结构等方法