电力系统稳态分析第六章new.ppt

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1、第六章第六章 电力系统无功功率和电压调整电力系统无功功率和电压调整 本章主要介绍：本章主要介绍：电力系统各元件的无功功率电力系统各元件的无功功率-电压特性，电压特性，无功功率平衡，无功功率平衡，各种调压措施的原理及应用。各种调压措施的原理及应用。2021/9/211电压偏移过大对电压偏移过大对电力系统本身电力系统本身以及以及用电设备用电设备会带来不良的影响。会带来不良的影响。（1 1）效率下降，经济性变差。）效率下降，经济性变差。（2 2）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。（3 3）电压过低，电机发热。）电压过低，电机发热。（4 4）系统电压崩溃）系

2、统电压崩溃不可能使所有节点电压都保持为额定值。不可能使所有节点电压都保持为额定值。（1 1）设备及线路压降）设备及线路压降（2 2）负荷波动）负荷波动（3 3）运行方式改变）运行方式改变（4 4）无功不足）无功不足一一般般规规定定电电压压偏偏移移的的最最大大允允许许范范围围，例例如如:35kV:35kV及及以以上上供供电电电电压压正正负偏移的绝对值之和不超过负偏移的绝对值之和不超过10%;10kV10%;10kV及以下在及以下在7%7%以内。以内。电压调整的必要性2021/9/212第一节 电力系统的无功功率平衡 电压是衡量电压是衡量电能质量电能质量的重要指标。的重要指标。电力系统的电力系统的

3、运行电压水平运行电压水平取决于取决于无功功率的平衡无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗络损耗在额定电压下在额定电压下对无功功率的需求，否则电压就会偏对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。离额定值。2021/9/213.无功功率负荷：以滞后功率因数运行的用电设备所吸收的无功功率。以滞后功率因数运行的用电设备所吸收的无功功率。异步电动机所消耗的无功功率异步电动机所消耗的无功功率一、无功功率负荷和无功功率损耗电压下降电压下降,转差增大转差增大,定子电流增大定子电流增大.励磁功率，与施加的励磁功率，与施加的电压成正比

4、电压成正比漏抗的无功损耗，与漏抗的无功损耗，与负荷电流平方成正比负荷电流平方成正比2021/9/214在额定电压附近，电动机消耗在额定电压附近，电动机消耗的无功功率随着电压的升高而的无功功率随着电压的升高而增加，随电压的降低而减少增加，随电压的降低而减少当电压低于临界电压时，漏当电压低于临界电压时，漏磁电抗中的无功损耗其主导磁电抗中的无功损耗其主导作用，随着电压的下降，作用，随着电压的下降，QQMM反而增大反而增大异步电动机无功功率电压静态特性如图2021/9/2152变压器的无功损耗变压器的无功损耗假定一台变压器的空载电流假定一台变压器的空载电流I I0 0%=2.5%=2.5，短路电压，短

5、路电压U UK K%=10.5%=10.5，在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%13%。如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功功率损耗如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功功率损耗的数值是相当可观的。的数值是相当可观的。固定损耗固定损耗变动损耗变动损耗包括包括励磁支路励磁支路损耗和损耗和绕组漏抗绕组漏抗中的损耗。中的损耗。变压器的无功功率损耗较变压器的无功功率损耗较有功功率损耗大得多。有功功率损耗大得多。2021/9/216jB/2jB/23.3.电力线路无功损耗电力线路无功损耗 消耗消耗消耗消耗QQL

6、L（感性）（感性）（感性）（感性）提供提供提供提供QQB B（充电功率）（充电功率）（充电功率）（充电功率）消耗消耗消耗消耗发出发出发出发出2021/9/217 线路的无功总损耗为线路的无功总损耗为一般情况下：一般情况下：35kV35kV及以下系统，及以下系统，可以忽略不计可以忽略不计,线路线路消耗无功功率；消耗无功功率；110kV110kV及以上系统，轻及以上系统，轻(空空)载时，载时，都不能忽略，此时都不能忽略，此时大于大于，输电线路，输电线路成为无功电源；成为无功电源；传输功率较大时，传输功率较大时，大于大于，线路要，线路要消耗无功功率。消耗无功功率。2021/9/218定子电流限制定子

7、电流限制转子电流限制转子电流限制有功出力限制有功出力限制定子温升、定子温升、并列运行稳并列运行稳定性限制定性限制1、发电机、发电机二、无功功率电源二、无功功率电源发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。2021/9/2191、发电机、发电机二、无功功率电源二、无功功率电源发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。发电机是电力系统基本的有功电源，也是重要的无功电源。定子电流限制定子电流限制转子电流限制转子电流限制有功出力限制有功出力限制定子温升、定子温升、并列运行稳并列运行稳定性限制定性限制发电机发电机曲线曲线电动机电动机

8、曲线曲线2021/9/2110（1 1）当发电机低于额定功率因数运行时当发电机低于额定功率因数运行时，能增加输出的无功功，能增加输出的无功功率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定值的条率，但发电机的视在功率因取决于励磁电流不超过额定值的条件，将低于其额定值。件，将低于其额定值。发电机在非额定功率因数下运行时结论：发电机在非额定功率因数下运行时结论：（2 2）当发电机高于额定功率因当发电机高于额定功率因数运行时数运行时，励磁电流不再是限制，励磁电流不再是限制条件，原动机的机械功率又成了条件，原动机的机械功率又成了限制条件。限制条件。（3 3）发电机只有在额定电压、）发电机只有在额定电压

9、、额定电流和额定功率因数（即运额定电流和额定功率因数（即运行点行点C C）下运行时视在功率才能）下运行时视在功率才能达到额定值，使其容量得到最充达到额定值，使其容量得到最充分的利用。分的利用。2021/9/21112.2.同步调相机同步调相机同步调相机相当于同步调相机相当于空载运行的同步电动机空载运行的同步电动机。在在过励磁过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；能提高系统电压；在在欠励磁欠励磁运行时，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，运行时，它从系统吸取感性无功功率而起无功负荷作用，可降低系统电压。

10、可降低系统电压。能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取）的无功功率，进行电压调节。因而进行电压调节。因而调节性能较好调节性能较好。2021/9/2112缺点：缺点：旋转机械，运行维护比较复杂；旋转机械，运行维护比较复杂；有功功率损耗有功功率损耗较大，满负荷时约为额定容量的较大，满负荷时约为额定容量的(1.5(1.5 5)%5)%，容量越小，百分值越大；容量越小，百分值越大；小容量的调相机每小容量的调相机每kVAkVA容量的容量的投资费用投资费用也较大。故同步调也较大。故同步调相机宜大容量集中使用，容量小于相机宜大容量集中使用，容量

11、小于5MVA5MVA的一般不装设。的一般不装设。同步调相机常安装在枢纽变电所同步调相机常安装在枢纽变电所 。2021/9/2113按按三三角角形形和和星星形形接接法法连连接接在在变变电电所所母母线线上上。它它供供给给的的无功功率无功功率Q QC C值与所在节点电压的平方成正比，即值与所在节点电压的平方成正比，即缺点：缺点：无功功率调节性能比较差。无功功率调节性能比较差。优点：优点：容量可大可小，既可集中使用，又可分散安装。容量可大可小，既可集中使用，又可分散安装。且单位容量投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，且单位容量投资费用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。维护也较方便。QC=V 2

12、/XC3.电容器电容器2021/9/2114静止补偿器由静止补偿器由电容器电容器与与电抗器电抗器并联组成并联组成电容器电容器可发出无功功率，可发出无功功率，电抗器电抗器可吸收无功功率，可吸收无功功率，两者结合起来，再配以适当的两者结合起来，再配以适当的调节装置调节装置，就能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。就能够平滑地改变输出（或吸收）的无功功率。4.静止补偿器静止补偿器2021/9/2115自自饱和电抗器静止补偿器饱和电抗器静止补偿器SR固定连接电容器加可控硅控制电抗器固定连接电容器加可控硅控制电抗器 FC-TCR可控硅控制电抗器和可控硅控制电容器可控硅控制电抗器和可控硅控制电容器 TS

13、C-TCR高次谐波调高次谐波调谐电感，与谐电感，与C C串联串联 滤波滤波1 1）自饱和电抗器型）自饱和电抗器型（Saturated Reactors）不需要外加控制设备，自饱和电抗器的特性：不需要外加控制设备，自饱和电抗器的特性：a.电压低于额定电压时，铁心不饱和，呈现大感抗值，基本上不消耗无功功率，整个装置由并联电容器组发出无功，使母线电压回升；b.电压达到或超过额定电压时，铁心急剧饱和，感抗接近零，从外界大量吸收无功功率，使母线电压降低；c.在额定电压，电抗器吸收的无功功率随电压变化从而达到稳压目的。2）固定连接电容器）固定连接电容器（Fixed Capacitor）加可控硅控制电抗器加

14、可控硅控制电抗器 （Thyristor Controlled Reactors）通过控制晶闸管的导通来改变通过控制晶闸管的导通来改变L L吸收的无功功率，调节供电吸收的无功功率，调节供电系统进线无功功率的大小，以达到调压目的。系统进线无功功率的大小，以达到调压目的。2021/9/21163）可控硅投切电容器（可控硅投切电容器（Thyristor Switched Capacitor）加可控硅控制）加可控硅控制电抗器电抗器(TCR)可控硅控制电抗器和可控硅控制电容器可控硅控制电抗器和可控硅控制电容器 TSC-TCRTSC的缺点是不能吸收无功，且是阶梯性调的缺点是不能吸收无功，且是阶梯性调节，若分

15、组较少，在投入时会对系统有较节，若分组较少，在投入时会对系统有较大的干扰。大的干扰。因此在超高压线路上通常与因此在超高压线路上通常与TCR组合运行。组合运行。三三.无功功率平衡无功功率平衡TCRTSC基本要求：系统中的无功电源可以发出的无功功率应该大于或至基本要求：系统中的无功电源可以发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。电源提供的电源提供的无功功率之无功功率之和和无功负无功负荷之和荷之和网络无功网络无功损耗之和损耗之和 表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用；表示系统中无功

16、功率不足，应考虑加设无功补偿装置。表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿装置。无功无功备用备用2021/9/2117 系统无功电源的总输出功率包括发电机发出的无功功率和各种无功补偿设备的无功功率 总无功功率损耗包括变压器无功损耗、线路电抗无功损耗和线路电纳的无功损耗确定预想的有功功率日负荷曲线；确定预想的有功功率日负荷曲线；确定出现无功功率日最大负荷时的系统有功负荷的分配；确定出现无功功率日最大负荷时的系统有功负荷的分配；假设各无功电源的容量和配置情况及某些枢纽点的电压水平；假设各无功电源的容量和配置情况及某些枢纽点的电压水平；计算系统的潮流分布；计算系统的潮流分布；判断系统中无功功率是否

17、可以平衡；判断系统中无功功率是否可以平衡；若无功功率有缺额，则应变更上述假设条件，重新进行潮流计算，甚至需考若无功功率有缺额，则应变更上述假设条件，重新进行潮流计算，甚至需考虑增设无功电源，以达到无功平衡的要求。虑增设无功电源，以达到无功平衡的要求。进行无功功率平衡计算的内容：进行无功功率平衡计算的内容：2021/9/2118无功不足应采取的措施无功不足应采取的措施 (1)(1)要求各类用户将要求各类用户将负荷的功率因数提高负荷的功率因数提高到现行规程规定的数值。到现行规程规定的数值。(2)(2)挖掘系统的无功潜力。例如将系统中暂时闲置的发电机改作挖掘系统的无功潜力。例如将系统中暂时闲置的发电

18、机改作调相机运行；同步电动机过励磁运行等。调相机运行；同步电动机过励磁运行等。(3)(3)增添必要的无功补偿容量，并按增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原则无功功率就地平衡的原则进进行补偿容量的分配。行补偿容量的分配。小容量、分散的无功补偿可采用静电容电器；小容量、分散的无功补偿可采用静电容电器；大容量、配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或静大容量、配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或静止补偿器。止补偿器。2021/9/2119QGC=QLD+QL 四、无功功率平衡和电压水平的关系 问题：在什么样的电压水平下实现无功功率平衡？在什么样的电压水平下实现无功功率平衡

19、？例例:隐极机经过一段线路向负荷供电隐极机经过一段线路向负荷供电2021/9/2120 当当P P为一定值时，得为一定值时，得 异步电机无功异步电机无功发电机无功发电机无功应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡。应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡。无功功率平衡计算的前提是系统的电压水平正常。无功功率平衡计算的前提是系统的电压水平正常。当系统无功电源充足时，当系统无功电源充足时，可以维持系统在较高的可以维持系统在较高的电压水平下运行。电压水平下运行。无功备用容量一般为无功负荷的无功备用容量一般为无功负荷的7%15%。无功电源不足时，应增设无功补偿无功电源不足时，应增设无功补偿装置，并

20、尽可能装在负荷中心，做装置，并尽可能装在负荷中心，做到无功功率的就地平衡，以减少无到无功功率的就地平衡，以减少无功功率在网络中的传输引起的网络功功率在网络中的传输引起的网络功率损耗和电压损耗。功率损耗和电压损耗。2021/9/2121第二节第二节 电力系统中无功功率的最优分布电力系统中无功功率的最优分布一、无功功率电源的最优分布一、无功功率电源的最优分布运用拉格朗日乘数法按等网损微增率准则计算求解运用拉格朗日乘数法按等网损微增率准则计算求解怎么办怎么办？等网损微增率准则等网损微增率准则实际计算时，需要考虑无功功率实际计算时，需要考虑无功功率和电压的上下限不等式约束条件和电压的上下限不等式约束条

21、件优化无功电源分布的目标：降低网络中的有功功率损耗。优化无功电源分布的目标：降低网络中的有功功率损耗。2021/9/2122二、无功功率负荷的最优补偿二、无功功率负荷的最优补偿单位容量补偿设备投资价格单位容量补偿设备投资价格单位电能损耗价格单位电能损耗价格补偿前后全网最大负荷下的有功功率损耗补偿前后全网最大负荷下的有功功率损耗优化无功负荷补偿的目标：提高无功补偿设备的投资效率。优化无功负荷补偿的目标：提高无功补偿设备的投资效率。由于设置了补偿装由于设置了补偿装置而节约的费用。置而节约的费用。为设置补偿设备为设置补偿设备而需耗费的费用而需耗费的费用投资回收率投资回收率折旧维修率折旧维修率全网最大

22、负荷损耗小时数全网最大负荷损耗小时数2021/9/2123二、无功功率负荷的最优补偿二、无功功率负荷的最优补偿最优网损微增率准则最优网损微增率准则最优网损微增率（无最优网损微增率（无功功率经济当量），功功率经济当量），表示每增加单位容量表示每增加单位容量无功补偿设备所能减无功补偿设备所能减少的有功损耗。少的有功损耗。应在网损微增率具有负值，且小于应在网损微增率具有负值，且小于eq的节点设置无功功率补偿设备。设置的容量的节点设置无功功率补偿设备。设置的容量以补偿后该点的网损微增率仍为负值，且仍不大于以补偿后该点的网损微增率仍为负值，且仍不大于eq为限，设置补偿设备节点的为限，设置补偿设备节点的顺

23、序是从小到大，即首先从网损微增率最小的节点开始。顺序是从小到大，即首先从网损微增率最小的节点开始。网损微网损微增率增率2021/9/2124一、调整电压的必要性v电压偏移过大，影响生活、生产、产品质量和产量，损坏设备，电压偏移过大，影响生活、生产、产品质量和产量，损坏设备，甚至大面积停电。甚至大面积停电。v电压过高，设备绝缘受损，同时变压器、电动机等的铁芯损耗增电压过高，设备绝缘受损，同时变压器、电动机等的铁芯损耗增大，稳升增加，寿命缩短。大，稳升增加，寿命缩短。v电压过低，功率一定时，发电机、电动机和变压器的绕组电流增电压过低，功率一定时，发电机、电动机和变压器的绕组电流增大，也会损坏设备，

24、影响寿命。大，也会损坏设备，影响寿命。v电压波动，影响照明设备的效率，冶炼产品的的质量和产量，而电压波动，影响照明设备的效率，冶炼产品的的质量和产量，而对枢纽变电站，严重时可能引起对枢纽变电站，严重时可能引起“电压崩溃电压崩溃”，造成大面积停电。，造成大面积停电。第三节 电力系统的电压调整借发电机、变压器调压2021/9/2125二、电压波动和电压管理1、电压波动负荷变动及其引起电压的偏移分类v频率调整时将频率调整时将有功负荷的变动有功负荷的变动及其引起的频率偏移分成三种，而及其引起的频率偏移分成三种，而电压调整时，将电压调整时，将有功和无功负荷有功和无功负荷的变动及其引起的电压偏移分成的变动

25、及其引起的电压偏移分成两类。两类。v（1 1）周期长、波及面大，周期长、波及面大，主要由生产、生活、气象变化等引起主要由生产、生活、气象变化等引起的负荷和的负荷和电压变动电压变动。电压调整电压调整的负荷变动特点的负荷变动特点v（2 2）冲击性或者间歇性负荷引起的）冲击性或者间歇性负荷引起的电压波动电压波动。这类负荷主要有。这类负荷主要有往复式泵（压缩机）、电弧炉（电焊机）、卷扬机（起重机）、往复式泵（压缩机）、电弧炉（电焊机）、卷扬机（起重机）、通风设备。通风设备。电压波动限制电压波动限制的负荷变动特点的负荷变动特点 2021/9/21261、电压波动设置电容器、调相机和电抗器、静止补偿器设置

26、电容器、调相机和电抗器、静止补偿器一般负荷一般负荷冲击负荷冲击负荷电源电源输电系统输电系统CS电源电源输电系统输电系统一般负荷一般负荷冲击负荷冲击负荷（2）调相机补偿调相机补偿：提供波动负荷所需的波动无功功率，减小电压波动幅：提供波动负荷所需的波动无功功率，减小电压波动幅度。串联电抗器：隔离波动负荷，维持公用母线电压的恒定。（1）串联电容器串联电容器：抵消线路电抗，限制电压波动幅度：抵消线路电抗，限制电压波动幅度（3）饱和电抗器（饱和电抗器（SR）补偿）补偿：随电压的波动快速提供波动的无功功率，从：随电压的波动快速提供波动的无功功率，从而维持公用母线供电电压的恒定。而维持公用母线供电电压的恒定

27、。电源电源输电系统输电系统一般负荷一般负荷冲击负荷冲击负荷2021/9/21272、中枢点的电压管理电压中枢点：电压中枢点：能够反映和控制整个系统电压水平的节点能够反映和控制整个系统电压水平的节点 （母线）。（母线）。（1）电压中枢点的选择）电压中枢点的选择大型发电厂的高压母线；大型发电厂的高压母线；枢纽变电所的二次母线；枢纽变电所的二次母线；有大量地方性负荷的发电厂母线。有大量地方性负荷的发电厂母线。中枢点中枢点二、电压波动和电压管理2021/9/2128（2）中枢点电压和负荷电压的关系）中枢点电压和负荷电压的关系 中枢点中枢点i i的电压满足的电压满足V ViminiminVVi i V

28、Vimaximax2021/9/2129中枢点中枢点i i的的最低电压最低电压V Vi iminmin等于地区负荷等于地区负荷最大时最大时某用户允许某用户允许的最低电压的最低电压V Vminmin加上到中枢点的电压损耗加上到中枢点的电压损耗V Vmaxmax。中枢点中枢点i i的的最高电压最高电压V Vi imaxmax等于地区负荷等于地区负荷最小时最小时某用户允许某用户允许的最高电压的最高电压V Vmaxmax加上到中枢点的电压损耗加上到中枢点的电压损耗V Vminmin。2021/9/2130（3 3）中枢点电压调整的方式）中枢点电压调整的方式逆调压逆调压最大负荷时最大负荷时升高电压，但不

29、超过线路额定电压的升高电压，但不超过线路额定电压的105%105%，即，即1.051.05V VN N；最小负荷时最小负荷时降低电压，但不低于线路的额定电压，即降低电压，但不低于线路的额定电压，即1.01.0V VN N。顺调压顺调压最大负荷最大负荷时降低电压，但不低于线路额定电压的时降低电压，但不低于线路额定电压的2.5%2.5%，即，即1.0251.025V VN N；最小负荷最小负荷时升高电压，但不超过线路额定电压的时升高电压，但不超过线路额定电压的7.5%7.5%，即，即1.0751.075V VN N。常调压常调压电电压压保保持持在在较较线线路路额额定定电电压压高高2%2%5%5%的

30、的数数值值，即即(1.02(1.02 1.05)1.05)V VN N，不不随随负负荷荷变变化来调整中枢点的电压。化来调整中枢点的电压。2021/9/2131简单电力网电压损耗简单电力网电压损耗例例2021/9/21322021/9/2133只满足只满足i i节点负荷时节点负荷时，中枢点电压，中枢点电压V VO O应维持的电压为应维持的电压为 2021/9/2134只满足只满足j j节点负荷时节点负荷时，中枢点电压，中枢点电压V VO O应维持的电压为应维持的电压为 同时考虑同时考虑i i、j j两个负荷对两个负荷对O O点点的要求，可得出的要求，可得出O O点电压的变点电压的变化范围。化范围

31、。2021/9/2135(a)中枢点中枢点O到到i及及j变电所的电压损耗不大时的电压变化范围；变电所的电压损耗不大时的电压变化范围；(b)中枢点中枢点O到到i及及j变电所的电压损耗相差较大时的电压变化范围变电所的电压损耗相差较大时的电压变化范围 2021/9/2136三、电力系统的电压调整电压调整原理图电压调整原理图（1 1）调节发电机励磁电流以）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压改变发电机机端电压V VG G；（2 2）改变变压器的变比改变变压器的变比k k1 1、k k2 2；（3 3）改变功率分布改变功率分布P+jQP+jQ（主要是（主要是Q Q），使电压损耗），使电压损耗V V变化

32、；变化；（4 4）改变网络参数改变网络参数R+jXR+jX（主要是（主要是X X），改变电压损耗），改变电压损耗V V。2021/9/21371、借改变发电机端电压调压、借改变发电机端电压调压 根据运行情况调节励磁电流来改变机端电压。根据运行情况调节励磁电流来改变机端电压。适合于由适合于由孤立发电厂孤立发电厂不经升压直接供电的小型电力网（如供电线路不经升压直接供电的小型电力网（如供电线路不长、线路上电压消耗不大）。不长、线路上电压消耗不大）。优点：不需要优点：不需要耗费投资、简单耗费投资、简单。但在但在大型电力系统大型电力系统中发电机调压一般只作为一种辅助性的调压措施。中发电机调压一般只作为一

33、种辅助性的调压措施。15%35%2021/9/2138实质上就是根据调压要求适当选择分接头。实质上就是根据调压要求适当选择分接头。（1）降压变压器分接头的选择）降压变压器分接头的选择 k=V1t/V2N2、借改变变压器变比调压、借改变变压器变比调压最大负荷时要求的分接头电压最大负荷时要求的分接头电压算术平均值算术平均值最小负荷时要求的分接头电压最小负荷时要求的分接头电压2021/9/2139实质上就是根据调压要求适当选择分接头。实质上就是根据调压要求适当选择分接头。（1）降压变压器分接头的选择）降压变压器分接头的选择 2、借改变变压器变比调压、借改变变压器变比调压最大负荷时要求的分接头电压最大

34、负荷时要求的分接头电压算术平均值算术平均值最小负荷时要求的分接头电压最小负荷时要求的分接头电压根据根据V V1t.av1t.av选择一个与它最接近选择一个与它最接近的的分接头分接头。以此分接头以此分接头校验校验最大负荷和最最大负荷和最小负荷时低压母线上的实际电小负荷时低压母线上的实际电压是否满足要求。压是否满足要求。无载变，只能有一个分接头电压无载变，只能有一个分接头电压无载变，只能有一个分接头电压无载变，只能有一个分接头电压2021/9/2140实质上就是根据调压要求适当选择分接头。实质上就是根据调压要求适当选择分接头。（2）升压变压器分接头的选择）升压变压器分接头的选择 2、借改变变压器变

35、比调压、借改变变压器变比调压 与选择降压变压器的基本相同。与选择降压变压器的基本相同。2021/9/2141实质上就是根据调压要求适当选择分接头。实质上就是根据调压要求适当选择分接头。（3）有载调压变压器）有载调压变压器2、借改变变压器变比调压、借改变变压器变比调压 可可以以在在带带负负荷荷的的条条件件下下切切换换分分接接头头，且调节范围也比较大，一般在且调节范围也比较大，一般在15%15%以上。以上。目目前前我我国国暂暂定定，110kV110kV级级调调压压变变压压器器有有7 7个个分分接接头头，即即V VN N32.5%32.5%；220kV220kV级的有级的有9 9个分接头即个分接头即

36、V VN N42.0%42.0%。采采用用有有载载调调压压变变压压器器时时，可可以以根根据据最最大大负负荷荷算算得得的的V V1tmax1tmax值值和和最最小小负负荷荷算算得得的的V V1tmin1tmin 分分别别选选择择各各自自合合适适的的分分接接头头。这这样样就就能能缩缩小小次次级级电电压压的的变变化化幅幅度度，甚至改变电压变化的趋势。甚至改变电压变化的趋势。2021/9/21423、借加压调压变压器调压1主变压器；2加压调压变压器；3电源变压器；4串联变压器常把附加电势的相位与线路电压的相位相同的变压器称为常把附加电势的相位与线路电压的相位相同的变压器称为纵向调纵向调压变压器压变压器

37、，把附加电势与线路电压有，把附加电势与线路电压有9090相位差的变压器称为相位差的变压器称为横向横向调压变压器调压变压器，把附加电势与线路电压之间有不等于，把附加电势与线路电压之间有不等于9090相位差的调相位差的调压变压器称为压变压器称为混合型调压变压器混合型调压变压器。串联变压器串联变压器4 4的次级绕组串联在主变的次级绕组串联在主变压器压器1 1的引出线上，作为加压绕组。的引出线上，作为加压绕组。这相当于在线路上串联了一个附加这相当于在线路上串联了一个附加电势。改变附加电势的大小和相位就电势。改变附加电势的大小和相位就可以改变线路上电压的大小和相位。可以改变线路上电压的大小和相位。202

38、1/9/2143纵向调压变压器纵向调压变压器横向调压变压器横向调压变压器2021/9/2144对辐射形、环形网络，可以作为调压设备。对辐射形、环形网络，可以作为调压设备。对环形网络，还可改变网络中的对环形网络，还可改变网络中的功率分布功率分布。2021/9/2145注意注意：只有当系统：只有当系统无功功率电源容量充足无功功率电源容量充足时，用改变变压时，用改变变压器变比调压才能奏效。器变比调压才能奏效。当系统无功功率不足时，首先应当系统无功功率不足时，首先应装设无功功率补偿设备装设无功功率补偿设备。2021/9/2146供电点电压供电点电压V V1 1和负荷功率和负荷功率+jQ已给定，线路电容

39、和变压器的励已给定，线路电容和变压器的励磁功率略去不计。且不计电压降落的横分量。磁功率略去不计。且不计电压降落的横分量。一、利用并联补偿调压一、利用并联补偿调压第四节 电力系统的电压调整借补偿设备调压和组合调压2021/9/2147补偿前补偿前补偿后补偿后如果补偿前后如果补偿前后V V1 1保持不变，则有保持不变，则有 归算到高压侧的变电所低压侧电压归算到高压侧的变电所低压侧电压新的新的归算到高压侧的变电所低压侧电压归算到高压侧的变电所低压侧电压2021/9/2148由上式可解得由上式可解得 忽略第二项忽略第二项2021/9/2149由由此此可可见见:补补偿偿容容量量与与调调压压要要求求和和降

40、降压压变变压压器器的的变变比比选择均有关。选择均有关。变比变比k k的选择原则：的选择原则：在在满满足足调调压压的的要要求求下下，使使无无功功补补偿偿容容量量为为最最小小。无无功功补偿设备的性能不同，选择变比的条件也不相同补偿设备的性能不同，选择变比的条件也不相同 。2021/9/2150 1.补偿设备为静电电容器补偿设备为静电电容器（只发感性无功，不吸收感性无功）（只发感性无功，不吸收感性无功）为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入，在为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入，在最小荷时全部退出。最小荷时全部退出。首首先先，根根据据调调压压要要求求，按按最最小小负负荷荷

41、时时没没有有补补偿偿的的情情况况确确定定变变压压器的分接头器的分接头。于是于是(据此选择分接头据此选择分接头V V1t1t)（确定变比）（确定变比）2021/9/2151其次其次，按最大负荷时的调压要求，按最大负荷时的调压要求计算补偿容量计算补偿容量然然后后，根根据据算算得得的的补补偿偿容容量量，从从产产品品目目录录中中选选择择合适的设备合适的设备。最最后后，根根据据确确定定的的变变比比和和选选定定的的静静电电电电容容器器容容量量，校验校验实际的电压变化。实际的电压变化。2021/9/2152首先确定变比首先确定变比k k2.补偿设备为同步调相机补偿设备为同步调相机（既能发出感性无功，又能吸收

42、感性无功既能发出感性无功，又能吸收感性无功）最大负荷时，同步调相机容量为：最大负荷时，同步调相机容量为：最小负荷时调相机容量应为：最小负荷时调相机容量应为：2021/9/2153两式相除，得：两式相除，得：由此可解出：由此可解出：确定实际变比确定实际变比 据此确定分接头据此确定分接头电压电压V V1t1t2021/9/2154在在高高压压电电力力网网中中，电电抗抗远远大大于于电电阻阻，中中无无功功功功率率引引起起的的QXQX/V V分分量量就就占占很很大大的的比比重重。在在这这种种情情况况下下，减减少少输输送送无无功功功功率率可可以以产产生生比比较较显显著著的的调调压压效效果果。反反之之，对对

43、截截面面不不大大的的架架空空线线路路和和所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。特别注意特别注意例例5-62021/9/2155一、利用串联补偿调压一、利用串联补偿调压第四节 电力系统的电压调整借补偿设备调压和组合调压未加串联电容前电压损耗未加串联电容前电压损耗串联容抗串联容抗X XC C后电压损耗后电压损耗2021/9/2156 如如每台每台电容器的电容器的额定电流额定电流为为I INCNC，额定电压额定电压为为V VNCNC，额定容额定容量量为为Q QNCNC=V VNCNCI INCNC，则可根据通过的最大负荷电流，则可根据通过的最大负荷电流I Icm

44、axcmax和所需和所需的容抗值的容抗值X XC C分别计算电容器串、并联的台数分别计算电容器串、并联的台数n n、m m以及三相以及三相电容器的总容量电容器的总容量Q QC C。确定线路上串联接入的电容器的个数：确定线路上串联接入的电容器的个数：nVNCICmaxXCmINCICmax三相总共需要的电容器台数为三相总共需要的电容器台数为3 3mnmn。安装时，全部电容器串、并联后装在绝缘平台上。安装时，全部电容器串、并联后装在绝缘平台上。2021/9/2157负荷集中在线路末端负荷集中在线路末端 沿线路有若干个负荷沿线路有若干个负荷电容器安装地点的选择：使沿线电压尽可能均匀电容器安装地点的选

45、择：使沿线电压尽可能均匀2021/9/2158串串联联电电容容器器只只用用于于110kV110kV以以下下电电压压等等级级、长长度度特特别别大大或或有有冲冲击击负负荷荷的架空分支线路上。的架空分支线路上。10kV10kV及及以以下下电电压压的的架架空空线线路路，由由于于R RL L/X XL L很很大大，所所以以使使用用串串联联电电容容补补偿是不经济和不合理的。偿是不经济和不合理的。220kV220kV以以上上电电压压等等级级的的远远距距离离输输电电线线路路中中采采用用串串联联电电容容补补偿偿，其其作作用在于提高运行稳定性和输电能力。用在于提高运行稳定性和输电能力。串联电容器提升的末端电压的数

46、值串联电容器提升的末端电压的数值QXQXC C/V/V(即调压效果即调压效果)随无功负荷增随无功负荷增大而增大、无功负荷的减小而减小，大而增大、无功负荷的减小而减小，恰与调压的要求一致恰与调压的要求一致。这是串。这是串联电容器调压的一个显著优点。联电容器调压的一个显著优点。但对负荷功率因数高或导线截面小的线路，由于但对负荷功率因数高或导线截面小的线路，由于PR/VPR/V分量的比重大，分量的比重大，串联补偿的调压效果就很小。串联补偿的调压效果就很小。2021/9/2159在负荷侧安装在负荷侧安装同步调相机同步调相机、并联电容器并联电容器或或静止补偿器静止补偿器，以减少通过网络传输的无以减少通过

47、网络传输的无功功率，降低网络的电压功功率，降低网络的电压损耗，达到调压的目的。损耗，达到调压的目的。注意注意：并非所有的场合都能利用无功补偿来调压，关键看：并非所有的场合都能利用无功补偿来调压，关键看R与与X的大小。的大小。R+jX二、利用并联补偿调压二、利用并联补偿调压第四节 电力系统的电压调整借补偿设备调压和组合调压2021/9/2160由由此此可可见见:补补偿偿容容量量与与调调压压要要求求和和降降压压变变压压器器的的变变比比选选择择均有关。均有关。变比变比k k的选择原则：的选择原则：在在满满足足调调压压的的要要求求下下，使使无无功功补补偿偿容容量量为为最最小小。无无功功补补偿偿设备的性

48、能不同，选择变比的条件也不相同设备的性能不同，选择变比的条件也不相同 。2021/9/2161 1.补偿设备为静电电容器补偿设备为静电电容器（只发感性无功，不吸收感性无功）（只发感性无功，不吸收感性无功）为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入，在最小为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入，在最小荷时全部退出。荷时全部退出。首首先先，根根据据调调压压要要求求，按按最最小小负负荷荷时时没没有有补补偿偿的的情情况况确确定定变变压压器器的的分接头分接头。于是于是(据此选择分接头据此选择分接头V V1t1t)（确定变比）（确定变比）2021/9/2162其次其次，按最大负荷时的调

49、压要求，按最大负荷时的调压要求计算补偿容量计算补偿容量然然后后，根根据据算算得得的的补补偿偿容容量量，从从产产品品目目录录中中选选择择合适的设备合适的设备。最最后后，根根据据确确定定的的变变比比和和选选定定的的静静电电电电容容器器容容量量，校验校验实际的电压变化。实际的电压变化。2021/9/2163首先确定变比首先确定变比k k2.补偿设备为同步调相机补偿设备为同步调相机（既能发出感性无功，又能吸收感性无功既能发出感性无功，又能吸收感性无功）最大负荷时，同步调相机容量为：最大负荷时，同步调相机容量为：最小负荷时调相机容量应为：最小负荷时调相机容量应为：2021/9/2164两式相除，得：两式相除，得：由此可解出：由此可解出：确定实际变比确定实际变比 据此确定分接头据此确定分接头电压电压V V1t1t2021/9/2165在在高高压压电电力力网网中中，电电抗抗远远大大于于电电阻阻，中中无无功功功功率率引引起起的的QXQX/V V分分量量就就占占很很大大的的比比重重。在在这这种种情情况况下下，减减少少输输送送无无功功功功率率可可以以产产生生比比较较显显著著的的调调压压效效果果。反反之之，对对截截面面不不大大的的架架空空线线路路和和所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。特别注意特别注意例例5-62021/9/2166