电力系统自动化---第四章 电力系统电压调整和无功功率控制技术.ppt

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1、 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY1 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY本章内容本章内容4.1 4.1 4.1 4.1 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义4.2 4.2 4.2 4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系电力系统的无功功率平衡与电压的关系电力系统的无功功率平衡与电压的关系电力系统的无功功率平衡与电压的关系4.3 4.3 4.3 4.3 电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施4.4

2、4.4 4.4 4.4 电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制电力系统电压的综合控制4.5 4.5 4.5 4.5 电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制电力系统无功功率电源的最优控制2 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY第一节第一节 电力系统电压控制的意义电力系统电压控制的意义3 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY频率调整频率调整:1.1.全系统频率相同全系统频率相同2.2.调发电机调发电机

3、3.3.消耗能源消耗能源4.4.集中控制集中控制5.5.调进汽量调进汽量电压调整：电压调整：1.1.电压水平各点不同电压水平各点不同2.2.调发电机、调相机、电容调发电机、调相机、电容器和静止补偿器等器和静止补偿器等3.3.不消耗能源不消耗能源4.4.电压控制分散进行电压控制分散进行5.5.调节手段多种多样调节手段多种多样4 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.1 电力系统电压控制的意义 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。质量合格的电压应该在供电质量合格的电压应该在供电电压偏移电压偏移、电压波动与

4、闪变电压波动与闪变、高次谐波高次谐波和和三相不对三相不对称程度称程度（负序电压系数）（负序电压系数）这四个方面都能这四个方面都能满足有关国家标准规定的要求满足有关国家标准规定的要求5 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY电压降低的不良影响：电压降低的不良影响：1.1.减少发电机所发有功功率。减少发电机所发有功功率。2.2.异步电动机的转差率将增大，电流也将增大，温升将增异步电动机的转差率将增大，电流也将增大，温升将增加。当转差增大、转速下降时，其输出功率将迅速减少。加。当转差增大、转速下降时，其输出功率将迅速减少。3.3.电动机的启动

5、过程将大为增加，启动过程温度过高。电动机的启动过程将大为增加，启动过程温度过高。4.4.电炉等电热设备的发热量降低。电炉等电热设备的发热量降低。5.5.危及电力系统运行的稳定性。危及电力系统运行的稳定性。4.1 电力系统电压控制的意义6 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.1 电力系统电压控制的意义 严格保证电压经济上下可行，也没有必严格保证电压经济上下可行，也没有必要，允许的电压偏移：要，允许的电压偏移：35kV35kV及以上：及以上：5%10kV以下：以下：7%低压照明：低压照明：7%，-10%农村电网：农村电网：7.5%，-

6、10%（+10%，-15%）7 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY第一节第一节 电力系统的无功功率电力系统的无功功率平衡与电压的关系平衡与电压的关系8 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功功率平衡 无功负荷与无功电源失去平衡时，会无功负荷与无功电源失去平衡时，会 引起系统电压的升高或下降引起系统电压的升高或下降 无功功率的平衡应本着分层、分区、无功功率的平衡应本着分层、分区、就地平衡的原则就地平衡的原则 无功电源的无功输出应能满

7、足系统负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荷和网络损耗在额定电压下对无功功功 率的需求率的需求9 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系 异步电动机是电力系统主要的无功负荷 系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定 无功功率负荷R/SjXaioijXmV=0.6=0.3QV=0.810 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功功率损耗 输电线路的无功损耗输电线路的

8、无功损耗 变压器的无功损耗变压器的无功损耗变压器的无功损耗QLT包括励磁损耗Q0和漏抗中的损耗QT QLTQ0QTV2BT(S/V)2XT SN (VN/V)211 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系输电线路的无功损耗QLQBQL+QB无功功率损耗 变压器的无功损耗 输电线路的无功损耗12 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系输电线路损耗 35KV及以下的架空线路 110KV及以上的架空线路

9、jB/2R+jXP2+jQ2P1+jQ1jB/2V1V213 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率电源电源 发电机发电机 同步调相机同步调相机 静电电容器静电电容器 静止无功补偿器静止无功补偿器 静止无功发生器静止无功发生器 14 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率电源电源 发电机发电机 发电机发电机发电机是唯一发电机是唯一的有功功率电的有功功率电源，又是最基

10、源，又是最基本的无功功率本的无功功率电源电源Q QB BD DC CA AP PO OE EjXdIN15 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率电源电源 同步调相机同步调相机同步调相机相当于空载运行的同步发电同步调相机相当于空载运行的同步发电机。在过励磁运行时，向系统供给无功机。在过励磁运行时，向系统供给无功功率，起无功电源的作用；在欠励磁运功率，起无功电源的作用；在欠励磁运行时，它吸收感性无功功率，起无功负行时，它吸收感性无功功率，起无功负荷作用。由于响应速度较慢，难以适应荷

11、作用。由于响应速度较慢，难以适应动态无功控制的要求，动态无功控制的要求，2020世纪世纪7070年代以年代以来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。来已逐渐被静止无功补偿装置所取代。16 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率电源电源 静电电容器静电电容器 静电电容器供给的无功功率静电电容器供给的无功功率Qc与所在节点的与所在节点的电压电压V的平方成正比，即的平方成正比，即 QcV2/Xc式中，式中，Xc1/c为静电电容器的电抗。当节为静电电容器的电抗。当节点电压下降时，它供给系统的无

12、功功率将减点电压下降时，它供给系统的无功功率将减少。因此，当系统发生故障或由于其他原因少。因此，当系统发生故障或由于其他原因电压下降时，电容器无功输出的减少将导致电压下降时，电容器无功输出的减少将导致电压继续下降。换言之，电容器的无功功率电压继续下降。换言之，电容器的无功功率调节性能比较差。调节性能比较差。17 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率电源电源 静止无功补偿器静止无功补偿器 SVCSVC由静电电容器与由静电电容器与电抗器并联组成，电抗器并联组成，SVCSVC在我国电

13、力系统在我国电力系统中得到广泛应用。中得到广泛应用。饱和电抗器型饱和电抗器型可控硅控制电可控硅控制电抗器型抗器型(TCR)(TCR)可控硅投切电可控硅投切电容器型容器型(TCR)(TCR)TCRTCR和和TSCTSC组合组合型型18 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率电源电源 静止无功发生器静止无功发生器 它是一种更为先进的静止型无功补偿装置它是一种更为先进的静止型无功补偿装置(SVG)(SVG)，它的主体是电压源型逆变器。适当，它的主体是电压源型逆变器。适当控制逆变器的输出

14、电压，就可以灵活地改控制逆变器的输出电压，就可以灵活地改变变SVGSVG的运行工况，使其处于容性负荷、感的运行工况，使其处于容性负荷、感性负荷或零负荷状态。与性负荷或零负荷状态。与SVCSVC比较，比较，SVGSVG具具有有响应快响应快、运行范围宽运行范围宽、谐波电流含量少谐波电流含量少等优点。尤其是等优点。尤其是电压较低时仍可向系统注电压较低时仍可向系统注入较大的无功电流入较大的无功电流。19 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率平衡平衡l无功功率平衡的基本要求无功功率平衡的

15、基本要求无功电源发出的无功功率应该大于或至少等于负无功电源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之和；荷所需的无功功率和网络中的无功损耗之和；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；尽量避免通过电网元件大量地传送无功功率，应尽量避免通过电网元件大量地传送无功功率，应该分地区分电压级地进行无功功率平衡；该分地区分电压级地进行无功功率平衡；一般情况下按照正常最大和最小负荷的运行方式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。或

16、故障后运行方式下的无功功率平衡。20 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率平衡平衡系统无功功率平衡关系式：系统无功功率平衡关系式：Q QGCGCQ QLDLDQ QL LQ Qresres Q QGCGC为为电电源源供供应应的的无无功功功功率率之之和和，Q QLDLD为为无无功功负负荷荷之之和和，Q QL L为为网网络络无无功功功功率率损损耗耗之之和和，Q Qresres为为无无功功功功率备用；率备用；Q Qresres00表表示示系系统统中中无无功功功功率率可可以以平平衡衡且

17、且有有适适量量的的备备用用；Q Qresres00表表示示系系统统中中无无功功功功率率不不足足，应应考考虑虑加设无功补偿装置。加设无功补偿装置。21 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功无功功率功率平衡平衡系系统统电电源源的的总总无无功功出出力力Q QGCGC包包括括发发电电机机的的无无功功功功率率Q QGG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Q QCC，即即 Q QGCGCQ QGGQ QCC总无功负荷总无功负荷Q QLDLD按负荷的有功功率和功率因数计按负荷的有功功

18、率和功率因数计算。算。网网络络的的总总无无功功损损耗耗Q QL L包包括括变变压压器器的的无无功功损损耗耗Q QLTLT、线线路路电电抗抗的的无无功功损损耗耗QQLL和和线线路路电电纳纳的的无无功功功功率率QQBB，即即 Q QL L Q QLTLTQQLLQQBB 22 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系总之，无功平衡是一个比有功平衡更复杂的问题。总之，无功平衡是一个比有功平衡更复杂的问题。一方面，要考虑总的无功功率平衡，要考虑分地区一方面，要考虑总的无功功率平衡，要考虑分地区的无功平衡，

19、还要计及超高压线路充电功率、网损、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、新变压器投运及各种大用户对无线路改造、投运、新变压器投运及各种大用户对无功平衡的影响。功平衡的影响。一般无功功率按照一般无功功率按照就地平衡的原则就地平衡的原则进行补偿容量进行补偿容量 的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电静电 电容器电容器；大容量的配置在系统中枢点的无功补偿；大容量的配置在系统中枢点的无功补偿 则宜采用则宜采用同步调相机或同步调相机或SVCSVC。23 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHN

20、OLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功功率平衡的讨论：无功功率平衡的讨论：1 1、全局平衡和分地区平衡，保证满足以上总的、全局平衡和分地区平衡，保证满足以上总的平衡条件，不一定满足电压要求，还必需实现局平衡条件，不一定满足电压要求，还必需实现局部无功功率平衡，部无功功率平衡，无功功率的分层次就地平衡是无功功率的分层次就地平衡是一个基本原则一个基本原则。2 2、任何时候网络中实际产生和消耗和无功功率、任何时候网络中实际产生和消耗和无功功率相等。相等。3 3、快速无功功率，无功功率动态平衡。、快速无功功率，无功功率动态平衡。24 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG U

21、NIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功功率对电压有决定性的影响；无功功率对电压有决定性的影响；无功功率是引起电压损耗的主要无功功率是引起电压损耗的主要原因；原因；无功功率的远距离传输和就地平无功功率的远距离传输和就地平衡；衡；节点电压有效值的大小对无功功节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定性作用。率分布起决定性作用。无功无功功率功率和电和电压的压的关系关系25 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系无功功率平衡与电压水平的关系无功功率平衡

22、与电压水平的关系jXjXV Vi iP+jQP+jQE EI IV VjXjXI IE E 26 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系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22111 1aaa ac c2 2Q QV VVaVa VaVaO O27 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.2 电力系统的无功功率平衡与电压的关系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 总之，实现无功功率在额定电压下的总

23、之，实现无功功率在额定电压下的平衡是保证电压质量的基本条件。平衡是保证电压质量的基本条件。28 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY第三节第三节 电力系统电压控制的措施电力系统电压控制的措施29 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施中枢中枢点的点的定义定义电力系统中重要的电压支撑点；电力系统中重要的电压支撑点；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负荷点；择一些有代表性的负荷点；这些点

24、的电压质量符合要求，其它各点的电压质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。量也能基本满足要求。中枢中枢点的点的选择选择区域性水、火电厂的区域性水、火电厂的高压母线高压母线；枢纽变电所的枢纽变电所的二次母线二次母线；有大量地方负荷的有大量地方负荷的发电机电压母线发电机电压母线；中枢点设置数量不少于全网中枢点设置数量不少于全网220KV220KV及以上电压及以上电压等级变电所总数的等级变电所总数的7 7。中枢点的电压管理中枢点的电压管理30 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施中枢中枢

25、点调点调压模压模式式 逆调压模式逆调压模式 顺调压模式顺调压模式 恒调压模式恒调压模式31 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施中枢中枢点调点调压模压模式式 逆调压模式逆调压模式在在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中式。一般采用逆调压方式，在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高枢点电压比线路额定电压高5 5，在最小负荷时保，在最小负荷时保持为线路额定电压。持为线路额定电压。供电线路较长、负荷变动较大供电线路

26、较长、负荷变动较大的中枢点的中枢点往往要求采用这种调压方式。往往要求采用这种调压方式。32 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施中枢中枢点调点调压模压模式式 顺调压模式顺调压模式大负荷时允许中枢点电压低一些，但不低于线路额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定电压的102.5102.5；小负荷时允许其电压高一些，；小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路额定电压的但不超过线路额定电压的107.5107.5的调压模式。对的调压模式。对于某些于某些供电距离较近供电距离较近，或者，或者负荷变动不大

27、的变电所负荷变动不大的变电所，可以采用这种调压方式。可以采用这种调压方式。33 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施中枢中枢点调点调压模压模式式 恒调压模式恒调压模式介于前面两种调压方式之间的调压方式是恒调压。介于前面两种调压方式之间的调压方式是恒调压。即在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数即在任何负荷下，中枢点电压保持为大约恒定的数值，一般较线路额定电压高值，一般较线路额定电压高2 25 534 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3

28、 电力系统电压控制的措施 电压调整的基本原理电压调整的基本原理R+jXP+jQ1:K1Vb1:K2VGV Vb b=(V=(VG Gk k1 1V)/kV)/k2 2(V(VG Gk k1 1 )/)/k k2 2 式中式中k k1 1和和k k2 2分别为升压和降压变压器的变比，分别为升压和降压变压器的变比，R R和和X X分别为变压器和线路的总电阻和总电抗分别为变压器和线路的总电阻和总电抗35 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施 电压调整的基本原理电压调整的基本原理 由公式可见，为了调整用户端电压由

29、公式可见，为了调整用户端电压V Vb b可以采取可以采取以下措施：以下措施：1 1、调节励磁电流以改变发电机端电压、调节励磁电流以改变发电机端电压V VG G 2 2、适当选择变压器的变比、适当选择变压器的变比 3 3、改变线路的参数、改变线路的参数 4 4、改变无功功率的分布、改变无功功率的分布36 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施电压电压调整调整措施措施 发电机调压发电机调压 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压 线路串联电容补偿调压线路串联电容补偿调压3

30、7 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施电压电压调整调整措施措施 发电机调压发电机调压对于不同类型的供电网络，发电机调压所起作用对于不同类型的供电网络，发电机调压所起作用不同：不同：（1 1）由孤立的发电厂不经升压直接供电的小型由孤立的发电厂不经升压直接供电的小型电力网，改变发电机端电压就可以满足负荷点的电力网，改变发电机端电压就可以满足负荷点的电压质量要求，不必另外再增加调压设备；电压质量要求，不必另外再增加调压设备；（2 2）对于线路较长、供电范围较大、有多级变对于线路较长、供电范围较大、有多级变压的

31、供电系统，发电机调压主要是为了满足近处压的供电系统，发电机调压主要是为了满足近处地方负荷的电压质量要求；地方负荷的电压质量要求；38 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施电压电压调整调整措施措施 发电机调压发电机调压（3 3）对于由若干发电厂并列运行的电力系统，对于由若干发电厂并列运行的电力系统，进行电压调整的电厂需有相当充裕的无功进行电压调整的电厂需有相当充裕的无功 容量储备，一般不易满足。另外调整个别容量储备，一般不易满足。另外调整个别 发电厂的母线电压，会引起无功功率重新发电厂的母线电压，会引起无功

32、功率重新 分配，可能同无功功率的经济分配发生矛分配，可能同无功功率的经济分配发生矛 盾。所以在大型电力系统中发电机调压一盾。所以在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。般只作为一种辅助性的调压措施。39 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施电压电压调整调整措施措施 发电机调压发电机调压 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压 线路串联电容补偿调压线路串联电容补偿调压40 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF

33、TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施电压电压调整调整措施措施 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。求适当选择分接头。（1 1）降压变压器分接头的选择）降压变压器分接头的选择V V2 2P+jQP+jQV V1 1R RT T j jX XT T41 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施 1、降压变压器分接头

34、的选择、降压变压器分接头的选择V2P+jQV1RT jXT 改变变压器变比调压改变变压器变比调压VT（PRTQXT）/V1V2(V1VT)/k式式中中，kV1t/V2N是是变变压压器器的的变变比比，即即高高压压绕绕组组分分接接头头电电压压V1t和和低低压压绕绕组组额额定定电电压压V2N之之比比。将将k代代入入上上式式，得得高高压压侧侧分接头电压：分接头电压：V1t(V1VT)/V2*V2N当当变变压压器器通通过过不不同同的的功功率率时时，可可以以通通过过计计算算求求出出在在不不同同负负荷荷下为满足低压侧调压要求所应选择的高压侧分接头电压。下为满足低压侧调压要求所应选择的高压侧分接头电压。42

35、电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY4.3 电力系统电压控制的措施 1、降压变压器分接头的选择、降压变压器分接头的选择 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 普普通通的的双双绕绕组组变变压压器器的的分分接接头头只只能能在在停停电电情情况况下下改改变变，在在正正常常运运行行中中无无论论负负荷荷怎怎样样变变化化只只能能使使用用一一个个固固定定的的分分接接头头。这样可以计算最大负荷和最小负荷下所要求的分接头电压。这样可以计算最大负荷和最小负荷下所要求的分接头电压。V1tmax（V1maxVtmax）V2N/V2max V1tmin（V1mi

36、nVtmin）V2N/V2min 然后求取它们的算术平均值，即然后求取它们的算术平均值，即 V1t.av（V1tmax V1tmin）/2 根根据据计计算算值值可可选选择择一一个个与与它它最最接接近近的的分分接接头头，然然后后根根据据所所选选取取的的分分接接头头校校验验最最大大负负荷荷和和最最小小负负荷荷时时低低压压母母线线电电压压上上的实际电压是否符合要求。的实际电压是否符合要求。43 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 1、降压变压器分接头的选择、降压变压器分接头的选择 改变变压器变比调压改变变压器变比调压4.3 电力系统电压控

37、制的措施 当考虑负荷变化时，分别求出最大和最小负荷时的抽头选择，当考虑负荷变化时，分别求出最大和最小负荷时的抽头选择，然后取其算术平均值，再进行校验是否满足电压要求，基本步骤然后取其算术平均值，再进行校验是否满足电压要求，基本步骤如下如下：1）根据最大和最小负荷的运行情况，求出其一次侧电压根据最大和最小负荷的运行情况，求出其一次侧电压 和和 ，以及通过变压器的负荷，以及通过变压器的负荷 ，求求取变压器的电压损耗取变压器的电压损耗 和和 。2）套用公式计算最大负荷和最小负荷时的分接头选择。套用公式计算最大负荷和最小负荷时的分接头选择。44 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIV

38、ERSITY OF TECHNOLOGY 1、降压变压器分接头的选择、降压变压器分接头的选择 改变变压器变比调压改变变压器变比调压4 4）选择最接近的分接头作为所选分接头选择最接近的分接头作为所选分接头 3）取其算术平均值取其算术平均值4.3 电力系统电压控制的措施45 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 1、降压变压器分接头的选择、降压变压器分接头的选择 改变变压器变比调压改变变压器变比调压5 5）套用低压侧电压计算公式进行校验套用低压侧电压计算公式进行校验4.3 电力系统电压控制的措施46 电力系统自动化电力系统自动化 SHAN

39、DONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY2、升压变压器分接头的选择、升压变压器分接头的选择 改变变压器变比调压改变变压器变比调压V V2 2P+jQP+jQV V1 1R RT T j jX XT T电压电压调整调整措施措施选择升压变压器分接头的方法选择升压变压器分接头的方法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4.3 电力系统电压控制的措施47 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY2、升压变压器分接头的选择、升压变压器分接头的选择 改变变压器变比调压改变变压器变比调压 由由于于升升压压变变压压器器中中

40、功功率率方方向向是是从从低低压压侧侧送送往往高高压压侧侧的的，故故公公式式中中VT前前的的符符号号应应相相反反，即即应应将将电电压压损损耗耗和和高高压压侧侧电电压相加。因而有压相加。因而有V1t(V1+VT)/V2*V2N式式中中，V V2 2为为变变压压器器低低压压侧侧的的实实际际电电压压或或给给定定电电压压；V V1 1为为高高压侧所要求的电压。压侧所要求的电压。4.3 电力系统电压控制的措施48 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY（1 1）采用固定分接头的变压器进行调压，不可能改变电压损采用固定分接头的变压器进行调压，不可能改

41、变电压损 耗的数值，也不能改变负荷变化时次级电压的变化幅度；耗的数值，也不能改变负荷变化时次级电压的变化幅度；通过对变比的适当选择，只能把这一电压变化幅度对于通过对变比的适当选择，只能把这一电压变化幅度对于 次级额定电压的相对位置进行适当的调整。次级额定电压的相对位置进行适当的调整。（2 2）如果计及变压器电压损耗在内的总损耗，最大负荷和最如果计及变压器电压损耗在内的总损耗，最大负荷和最 小负荷时的电压变化幅度超过了分接头的可能调整范围，小负荷时的电压变化幅度超过了分接头的可能调整范围，或者调压要求的变化趋势与实际的相反，则此时要装设或者调压要求的变化趋势与实际的相反，则此时要装设 带负荷调压

42、的变压器或采用其它调压措施。带负荷调压的变压器或采用其它调压措施。改变变压器变比调压改变变压器变比调压总结总结4.3 电力系统电压控制的措施49 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY三绕组变压器分接头的选择三绕组变压器分接头的选择 将高低压绕组看作双绕组，确定高压绕组抽头；将高低压绕组看作双绕组，确定高压绕组抽头；将将高高中中压压绕绕组组看看作作双双绕绕组组，确确定定中中压压绕绕组组分分抽抽头头 位置。位置。注意：功率分布注意：功率分布4.3 电力系统电压控制的措施50 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSI

43、TY OF TECHNOLOGY有载调压变压器（加压调压变压器）有载调压变压器（加压调压变压器）有有载载调调压压变变压压器器（加加压压调调压压变变压压器器），一一般般只只用用于于枢枢纽纽变变电电所所，控控制制策策略略一一般般与与静静电电电电容容器器C C、静静止止无无功功发发生生器器SVGSVG等联合控制。等联合控制。4.3 电力系统电压控制的措施51 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY例例 图图4-84-8所示为降压变压器，变压器参数及负荷、分抽头已所示为降压变压器，变压器参数及负荷、分抽头已标明，高压侧最大负荷时的电压为标明，高

44、压侧最大负荷时的电压为110V110V，最小负荷时的电最小负荷时的电压为压为113V113V，相应的负荷低压母线允许电压上下限为相应的负荷低压母线允许电压上下限为6 6 6.6kV6.6kV，试选择变压器分接抽头。试选择变压器分接抽头。4.3 电力系统电压控制的措施KV113110MVA5.31KV3.6/%5.22110 MVAjSMVAjS6101428minmax+=+=)(4044.2归算到高压侧归算到高压侧j+XjRTT+图图4-8 降压变压器及其等值电路降压变压器及其等值电路 52 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY解解

45、 首先计算最大负荷和最小负荷时变压器的电压损耗：首先计算最大负荷和最小负荷时变压器的电压损耗：假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低压侧的电压分别为假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低压侧的电压分别为 4.3 电力系统电压控制的措施53 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY取算术平均值，有取算术平均值，有 可以选择的高压分接抽头可以选择的高压分接抽头U U1 1t t=107.25107.25kVkV。然后按所选分接头校验然后按所选分接头校验是否满足低压负荷母线的实际电压。是否满足低压负荷母线的实际电压。可见所选择的高压分接头是能够

46、满足电压控制要求的。可见所选择的高压分接头是能够满足电压控制要求的。4.3 电力系统电压控制的措施54 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY电压电压调整调整措施措施 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压 无功功率的产生基本上不消耗能源，但是无无功功率的产生基本上不消耗能源，但是无功功率沿电力网传送却要引起有功功率损耗和电功功率沿电力网传送却要引起有功功率损耗和电压损耗。压损耗。合理地配置无功功率补偿容量以改变电力网合理地配置无功功率补偿容量以改变电力网的无功潮流分布，可以减少网络中的有功功率损的无功潮流分布，可以减少网络中的有功功

47、率损耗和电压损耗，从而改善用户处的电压质量。耗和电压损耗，从而改善用户处的电压质量。并联补偿设备有调相机、静止补偿器、电容并联补偿设备有调相机、静止补偿器、电容器，它们的作用都是在重负荷时发出感性无功功器，它们的作用都是在重负荷时发出感性无功功率，补偿负荷的需要，减少由于输送这些感性无率，补偿负荷的需要，减少由于输送这些感性无功功率而在输电线路上产生的电压降落，提高负功功率而在输电线路上产生的电压降落，提高负荷端的输电电压。荷端的输电电压。4.3 电力系统电压控制的措施55 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 利用无功功率补偿调压利

48、用无功功率补偿调压1 1、并联无功补偿调压的基本原理、并联无功补偿调压的基本原理 2 2、按调压要求选择补偿量的基本原理、按调压要求选择补偿量的基本原理 4.3 电力系统电压控制的措施补偿前：补偿前：补偿后：补偿后：56 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压第二项很小第二项很小 4.3 电力系统电压控制的措施57 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压选择补偿容量的基本原则：选择补偿容量的基本原

49、则：在满足各种运行方式下的调压要在满足各种运行方式下的调压要求下，与其它调压方式配合，使补偿容量最小。求下，与其它调压方式配合，使补偿容量最小。有补偿的变压器选择的基本原则有补偿的变压器选择的基本原则：在满足调压的要求下，：在满足调压的要求下，使补偿容量最小。使补偿容量最小。4.3 电力系统电压控制的措施58 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY电压电压调整调整措施措施 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压（1 1）补偿设备为静电电容器）补偿设备为静电电容器 通常在大负荷时降压变电所电压偏低，小通常在大负荷时降压变电所电压偏低，小

50、负荷时电压偏高。电容器只能发出感性无功功负荷时电压偏高。电容器只能发出感性无功功率以提高电压，但电压过高时却不能吸收感性率以提高电压，但电压过高时却不能吸收感性无功功率来使电压降低。为了充分利用补偿容无功功率来使电压降低。为了充分利用补偿容量，在量，在最大负荷时电容器应全部投入最大负荷时电容器应全部投入，在，在最小最小负荷时全部退出。负荷时全部退出。4.3 电力系统电压控制的措施59 电力系统自动化电力系统自动化 SHANDONG UNIVERSITY OF TECHNOLOGY电压电压调整调整措施措施 利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压（1 1）补偿设备为静电电容器）补偿设备为静电电容