電力系統(tǒng)分析6_電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整

1、第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整n6.1 電壓調(diào)整的必要性n6.2 電力系統(tǒng)中無功功率的平衡n6.3 電力系統(tǒng)的電壓管理n6.4 電力系統(tǒng)的幾種調(diào)壓措施n6.5 電力線路導(dǎo)線截面的選擇第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整本章提示本章提示1.1.調(diào)壓的意義及電壓的允許波動(dòng)范圍；調(diào)壓的意義及電壓的允許波動(dòng)范圍；2.2.電力系統(tǒng)的無功功率平衡及無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用；電力系統(tǒng)的無功功率平衡及無功補(bǔ)償裝置的應(yīng)用；3.3.電壓中樞點(diǎn)的概念及中樞

2、點(diǎn)的調(diào)壓方式；電壓中樞點(diǎn)的概念及中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式；4.4.調(diào)壓的措施。調(diào)壓的措施。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整6.1 電壓調(diào)整的必要性6.1.1 電壓偏移對(duì)用電設(shè)備的影響電壓偏移對(duì)用電設(shè)備的影響白熾燈白熾燈電壓偏低時(shí)，發(fā)光效率低，發(fā)光不足；電壓偏電壓偏低時(shí)，發(fā)光效率低，發(fā)光不足；電壓偏高時(shí)，燈泡壽命縮短。高時(shí)，燈泡壽命縮短。異步電動(dòng)機(jī)異步電動(dòng)機(jī)2UTm電壓降低過多時(shí)，帶額定負(fù)載的電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)，帶重電壓降低過多時(shí)，帶額定負(fù)載的電動(dòng)機(jī)可能停轉(zhuǎn)，帶重載的電動(dòng)機(jī)可能啟動(dòng)不了。載的電動(dòng)機(jī)可能啟動(dòng)不了。電壓過低將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電流顯著增電壓過低將導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)電

3、流顯著增大，使電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高，加大，使電動(dòng)機(jī)繞組的溫度升高，加速絕緣老化甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。速絕緣老化甚至燒毀電動(dòng)機(jī)。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整6.1 電壓調(diào)整的必要性6.1.2 用戶允許的電壓偏移值用戶允許的電壓偏移值一般規(guī)定一般規(guī)定節(jié)點(diǎn)電壓節(jié)點(diǎn)電壓偏移不超過電力網(wǎng)額定電壓的偏移不超過電力網(wǎng)額定電壓的5%n2.電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)自身的影響電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)自身的影響n 電壓低：電壓低：功率功率損耗損耗、電能損耗增大，危及電、電能損耗增大，危及電力系統(tǒng)運(yùn)行力系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定性穩(wěn)定性n 電壓高電壓高：破壞設(shè)備：破壞設(shè)備絕緣絕緣、超高壓網(wǎng)絡(luò)、超高壓

4、網(wǎng)絡(luò)電暈損電暈損耗耗電網(wǎng)額定電壓電壓允許偏移35kV及以上5%10kV及以下7%低壓照明+5%-10%農(nóng)村照明+7.5%-10%第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整一.無功功率負(fù)荷和無功功率損耗. .無功負(fù)荷： 以滯后功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的無功功率。以滯后功率因數(shù)運(yùn)行的用電設(shè)備所吸收的無功功率。DDDSQsin6.2 電力系統(tǒng)中無功功率的平衡電力系統(tǒng)中無功功率的平衡異步電動(dòng)機(jī)等值電路異步電動(dòng)機(jī)所消耗的無功功率異步電動(dòng)機(jī)所消耗的無功功率XIXUQQQmmM22P11異步電動(dòng)機(jī)無功功率異步電動(dòng)機(jī)無功功率電電壓靜態(tài)特性如圖壓靜態(tài)特性如圖第六章第六章

5、電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整MQLDQUcrU在額定電壓附近，電動(dòng)機(jī)消耗在額定電壓附近，電動(dòng)機(jī)消耗的無功功率隨著電壓的升高而的無功功率隨著電壓的升高而增加，隨電壓的降低而減少增加，隨電壓的降低而減少當(dāng)電壓低于臨界電壓時(shí)，漏當(dāng)電壓低于臨界電壓時(shí)，漏磁電抗中的無功損耗其主導(dǎo)磁電抗中的無功損耗其主導(dǎo)作用，隨著電壓的下降，作用，隨著電壓的下降，QQMM反而增大反而增大P11異步電動(dòng)機(jī)無功功率電壓靜態(tài)特性如圖第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整jB/2jB/2.電力系統(tǒng)的無功損耗：u電力線路無功損耗電力線路無功損耗 002Q2

6、221222222UUBXUQP第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整變壓器無功損耗 20100%100%NNSNTSSSUSIQ第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整二、無功功率電源二、無功功率電源 電力系統(tǒng)的無功功率電源包括電力系統(tǒng)的無功功率電源包括同步發(fā)電機(jī)同步發(fā)電機(jī)、同期調(diào)相同期調(diào)相機(jī)機(jī)、并聯(lián)電容器并聯(lián)電容器和和靜止補(bǔ)償器靜止補(bǔ)償器（無功補(bǔ)償裝置）等（無功補(bǔ)償裝置）等。討論：非額定功率因數(shù)下發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率討論：非額定功率因數(shù)下發(fā)電機(jī)可能發(fā)出的無功功率1 1、同步發(fā)電機(jī)、同步發(fā)電機(jī) 發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)

7、下運(yùn)行時(shí)，可發(fā)出無功功率：發(fā)電機(jī)在額定狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，可發(fā)出無功功率：NGNNGNGNPSQtansin第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整假定隱極發(fā)電機(jī)連接在恒壓母線，母線電壓假定隱極發(fā)電機(jī)連接在恒壓母線，母線電壓V VN N，發(fā)電機(jī)等，發(fā)電機(jī)等值電路值電路向量圖NVNINdIjXEACOAC長(zhǎng)正長(zhǎng)正比于比于SGN空載電勢(shì)正空載電勢(shì)正比于比于ifN改變發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)要受到下列條件的限制：改變發(fā)電機(jī)的功率因數(shù)時(shí)，發(fā)電機(jī)要受到下列條件的限制：第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整ACONVNINdIjXE

8、可發(fā)視在功率可發(fā)視在功率GNGSS 以A為圓心，AC為半徑做弧CF表示視在功率保持額定值的軌跡轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流轉(zhuǎn)子勵(lì)磁電流fNfii 以O(shè)為圓心，OC為半徑做弧CD可發(fā)有功功率可發(fā)有功功率GNGPP FDE以直線EC表示額定功率軌跡發(fā)電機(jī)的發(fā)電機(jī)的P-Q極限極限 當(dāng)系統(tǒng)中無功電源不足，而有功備用容量又較充足當(dāng)系統(tǒng)中無功電源不足，而有功備用容量又較充足時(shí)，可將負(fù)荷中心的發(fā)電機(jī)降低功率因數(shù)運(yùn)行，多時(shí)，可將負(fù)荷中心的發(fā)電機(jī)降低功率因數(shù)運(yùn)行，多發(fā)無功以提高系統(tǒng)的電壓水平。發(fā)無功以提高系統(tǒng)的電壓水平。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整2 2、同步調(diào)相機(jī)、同步調(diào)相機(jī)

9、 (只能發(fā)出無功功率的發(fā)電機(jī)) 過激運(yùn)行時(shí)向系統(tǒng)輸送其額定容量的無功功率，做無功電源； 欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)從系統(tǒng)吸取0.50.65倍額定容量的無功功率，做無功負(fù)載 既可以過勵(lì)運(yùn)行，也可以欠勵(lì)運(yùn)行，其運(yùn)行狀態(tài)取決于系統(tǒng)電壓調(diào)整的要求作無功電源時(shí)，調(diào)相機(jī)輸出無功功率與電壓之間的關(guān)系XUXEUQCS2（X為發(fā)電機(jī)電抗Xd與線路電抗XL之和）第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整3 3、電力電容器、電力電容器只能作為無功電源向系統(tǒng)輸送無功功率，一般采用三角形或只能作為無功電源向系統(tǒng)輸送無功功率，一般采用三角形或星形接法組成電容器組。星形接法組成電容器組。電力電容器提供的

10、無功功率與其安裝處的電壓平方成正比，電力電容器提供的無功功率與其安裝處的電壓平方成正比，即：即：)46(22CUXUQCC電力電容器是電力系統(tǒng)中廣為使用的一種無功補(bǔ)償裝置電力電容器是電力系統(tǒng)中廣為使用的一種無功補(bǔ)償裝置優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：維護(hù)方便，有功損耗小（占其額定容量的維護(hù)方便，有功損耗?。ㄕ计漕~定容量的0.3%0.3%0.5%0.5%），單位容量投資小，既可集中使用，又可以分散），單位容量投資小，既可集中使用，又可以分散安裝安裝第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整缺點(diǎn)：1) 無功功率調(diào)節(jié)性能差。由(6-4)可見，電壓下降時(shí)，電容器不但不能增發(fā)無功以提高運(yùn)

11、行電壓，而是按電壓的平方減少無功功率輸出。 2）階躍性的調(diào)整電壓，電力電容器組的投入或切除與負(fù)荷運(yùn)行方式有關(guān)，一般為最大負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電容器組全部投入；最小負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，電容器組全部或部分切除。這種調(diào)壓方式不是平滑的。4 4、靜止補(bǔ)償器、靜止補(bǔ)償器(Static Var Compensator,SVC)兼有電容器投資小和調(diào)相機(jī)可連續(xù)調(diào)節(jié)無功功率的優(yōu)點(diǎn)?？梢匝杆侔簇?fù)荷的變化改變無功功率輸出的大小和方向，調(diào)節(jié)或穩(wěn)定電壓，尤其適合做沖擊性負(fù)荷的無功補(bǔ)償裝置。常見的靜止無功補(bǔ)償器：是一種動(dòng)態(tài)無功補(bǔ)償裝置，其特點(diǎn)是將可控的電抗器與靜止電容器并聯(lián)使用，電容器可發(fā)出無功功率，可控電抗器則可吸收無功功率?？砂凑肇?fù)

12、荷變動(dòng)情況進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而使母線電壓保持不變。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整自自飽和電抗器靜止補(bǔ)償器飽和電抗器靜止補(bǔ)償器SR固定連接電容器加可控硅控制電抗器固定連接電容器加可控硅控制電抗器 FC-TCR可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器 TSC-TCR高次諧波調(diào)諧電感，與C串聯(lián) 濾波1）自飽和電抗器型（Saturated Reactors）不需要外加控制設(shè)備，自飽和電抗器的特性：a.電壓低于額定電壓時(shí)，鐵心不飽和，呈現(xiàn)大感抗值，基本上不消耗無功功率，整個(gè)裝置由并聯(lián)電容器組發(fā)出無功，使母線電壓回升；b.電壓達(dá)到或超過

13、額定電壓時(shí)，鐵心急劇飽和，感抗接近零，從外界大量吸收無功功率，使母線電壓降低；c.在額定電壓，電抗器吸收的無功功率隨電壓變化從而達(dá)到穩(wěn)壓目的。2）固定連接電容器（Fixed Capacitor）加可控硅控制電抗器 （Thyristor Controlled Reactors）通過控制晶閘管的導(dǎo)通來改變L吸收的無功功率，調(diào)節(jié)供電系統(tǒng)進(jìn)線無功功率的大小，以達(dá)到調(diào)壓目的。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整3）可控硅控制電容器（Thyristor Switched Capacitor）加可控硅控制電抗器(TCR)可控硅控制電抗器和可控硅控制電容器可控硅控制電

14、抗器和可控硅控制電容器 TSC-TCRTSC的主要缺點(diǎn)是不能吸收無功，且是階梯性調(diào)節(jié)，若分組較少，在投入時(shí)會(huì)對(duì)系統(tǒng)有較大的干擾。因此在超高壓線路上通常與TCR組合運(yùn)行。三.無功功率平衡TCRTSC 電力系統(tǒng)無功功率平衡的基本要求：系統(tǒng)中的無功電源可以發(fā)出的無功功率應(yīng)該大于或至少等于負(fù)荷所需的無功功率和網(wǎng)絡(luò)中的無功損耗。resLLDGCQQQQ電源提供的無功功率之和無功負(fù)荷之和網(wǎng)絡(luò)無功損耗之和 表示系統(tǒng)中無功功率可以平衡且有適量的備用； 表示系統(tǒng)中無功功率不足，應(yīng)考慮加設(shè)無功補(bǔ)償裝置。0resQ0resQ無功備用第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整CGG

15、CQQQ 系統(tǒng)無功電源的總輸出功率包括發(fā)電機(jī)發(fā)出的無功功率和各種無功補(bǔ)償設(shè)備的無功功率BLLTLQQQQ 總無功功率損耗包括變壓器無功損耗、線路電抗無功損耗和線路電納的無功損耗四.無功功率平衡和電壓水平的關(guān)系1.負(fù)荷的無功電壓靜態(tài)特性第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整 圖為隱極發(fā)電機(jī)等值電路圖，設(shè)X則向量圖為cosUIPXIXUcosXUEsinXUEUXIXUUIQcossinsin)cos(UEXUUEjXI當(dāng)有功功率不變時(shí)，發(fā)電機(jī)送至負(fù)荷點(diǎn)的無功功率為第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整XUPXEUQ2

16、22)( 當(dāng)E為一定值時(shí)，Q同U的關(guān)系如圖中曲線2所示QLDQGA 設(shè)系統(tǒng)初始運(yùn)行于A點(diǎn) 若無功負(fù)荷增加到 ，無功電源不變，則系統(tǒng)重新運(yùn)行于B點(diǎn)。1 此時(shí)電壓降低。B 這是因?yàn)樵贏點(diǎn)時(shí)電源不能向負(fù)荷提供所需的無功功率，系統(tǒng)被迫降壓運(yùn)行，以取得較低電壓下的無功平衡 若系統(tǒng)增發(fā)無功到2，則新交點(diǎn)C對(duì)應(yīng)的電壓接近原電壓C第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整 結(jié)論： 當(dāng)系統(tǒng)有足夠的無功電源時(shí)，就有較高的運(yùn)行電壓水平；當(dāng)系統(tǒng)無功電源不足時(shí)，就只能維持較低的運(yùn)行電壓水平。因此，電力系統(tǒng)的無功功率必須保持平衡一.電壓調(diào)整的必要性6.3 電力系統(tǒng)的電壓管理電力系統(tǒng)的電

17、壓管理1. 1.電壓偏移對(duì)負(fù)荷的影響電壓偏移對(duì)負(fù)荷的影響照明、電熱爐、電動(dòng)機(jī)照明、電熱爐、電動(dòng)機(jī)2.電壓偏移對(duì)電力系統(tǒng)的影響功率損耗、電能損耗、設(shè)備絕緣、運(yùn)行穩(wěn)定性功率損耗、電能損耗、設(shè)備絕緣、運(yùn)行穩(wěn)定性二.中樞點(diǎn)電壓管理1.什么是電壓中樞點(diǎn)什么是電壓中樞點(diǎn)電壓中樞點(diǎn)是指某些可以反映系統(tǒng)電壓水平的主要發(fā)電廠或樞紐變電所母線。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整n區(qū)域性發(fā)電廠和樞紐變電所的高壓母線n樞紐變電所二次母線n有大量地方負(fù)荷的發(fā)電廠母線n城市直降變電所二次母線2 2、調(diào)壓的基本思想、調(diào)壓的基本思想3 3、中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式、中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式 逆調(diào)壓

18、、順調(diào)壓和恒調(diào)壓三類。1) 逆調(diào)壓：在大負(fù)荷時(shí)升高中樞點(diǎn)電壓，小負(fù)荷時(shí)降低中樞點(diǎn)電壓。很多負(fù)荷都由這些中樞點(diǎn)供電，如能控制住這些點(diǎn)的電壓偏移，也就控制住了系統(tǒng)中大部分負(fù)荷的電壓偏移。于是，電力系統(tǒng)電壓調(diào)整問題也就轉(zhuǎn)變?yōu)楸ＷC各中樞點(diǎn)的電壓偏移不超出給定范圍的問題。適用范圍：中樞點(diǎn)到各負(fù)荷點(diǎn)線路長(zhǎng)、負(fù)荷變化較大且變化規(guī)律大致 相同。具體要求：最大負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，中樞點(diǎn)電壓高于線路額定電壓5； 在最小負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，中樞點(diǎn)的電壓等于線路額定電壓。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整n順調(diào)壓：大負(fù)荷時(shí)允許中樞點(diǎn)電壓低一些，但不低于線路額定電壓的102.5；小負(fù)

19、荷時(shí)允許其電壓高一些，但不超過線路額定電壓的107.5的。適用范圍：多用于供電距離較近，負(fù)荷變動(dòng)不大的電壓中樞點(diǎn)。n恒調(diào)壓：即在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值，一般較線路額定電壓高25。三、電壓調(diào)整的基本原理 電力系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行中，要使所有用戶的電壓質(zhì)量都符合要求，還必須采用各種調(diào)壓手段。適用范圍：常用于向負(fù)荷波動(dòng)小的用戶供電的電壓中樞點(diǎn)。GUk12N1G21GK1)UQXPRK(UK1U)K(UU第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整（1）調(diào)節(jié)發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以改變發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓UG；（2）改變變壓器的變比k1、k2；（3）改變網(wǎng)絡(luò)無功功率Q的

20、分布；（4）改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R+jX（主要是X）電壓調(diào)整的措施：2N1G21GK1)UQXPRK(UK1U)K(UU第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整6.4 電力系統(tǒng)的幾種調(diào)壓方式電力系統(tǒng)的幾種調(diào)壓方式一、改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓 負(fù)荷增大時(shí)，會(huì)造成用戶端電壓降低，此時(shí)增加發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流以提高發(fā)電機(jī)電壓；負(fù)荷降低時(shí)，減小發(fā)電機(jī)勵(lì)磁電流，以降低發(fā)電機(jī)電壓逆調(diào)壓 n主要適用于發(fā)電廠不經(jīng)升壓直接供電的小型電力系統(tǒng)，供電線路不長(zhǎng)，線路上電壓損耗不大，基本可以滿足負(fù)荷點(diǎn)要求的電壓質(zhì)量。n對(duì)線路較長(zhǎng)，供電范圍較大，由發(fā)電機(jī)經(jīng)多級(jí)變壓的電力系統(tǒng)，從發(fā)電廠到最遠(yuǎn)處的負(fù)荷之間

21、的電壓損耗和變化幅度都很大。這時(shí)，單靠發(fā)電機(jī)調(diào)壓是不能解決問題，必須配合其它調(diào)壓方式。n對(duì)有若干發(fā)電廠并列運(yùn)行的大型電力系統(tǒng)，發(fā)電機(jī)調(diào)壓只作為一種輔助的調(diào)壓措施，這是因?yàn)?）提高發(fā)電機(jī)的電壓時(shí)，該發(fā)電機(jī)會(huì)增發(fā)無功，這就要求進(jìn)行電壓調(diào)整的電廠有充足的無功容量?jī)?chǔ)備；2）在并聯(lián)運(yùn)行的發(fā)電廠中，調(diào)整個(gè)別電廠的母線電壓，會(huì)引起系統(tǒng)中無功功率的重新分配，還可能同無功功率的經(jīng)濟(jì)分配發(fā)生矛盾。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整二、改變變壓器變比調(diào)壓1、降壓變壓器分接頭的選擇KUUUT12為了達(dá)到調(diào)壓的目的，雙繞組變壓器在高壓側(cè)、三繞組變壓器在高壓側(cè)和中壓側(cè)都裝有分接

22、頭開關(guān)。容量在6300kVA及以下的雙繞組變壓器高壓側(cè)一般有3個(gè)分接頭，即1.05UN、UN、0.95UN，調(diào)壓范圍為5%。容量在8000kVA及以上的雙繞組變壓器高壓側(cè)一般有5個(gè)分接頭，即1.05UN、1.025UN、UN、0.975UN、0.95UN，調(diào)壓范圍為22.5%。改變變壓器變比調(diào)壓，實(shí)質(zhì)上就是如何根據(jù)低壓側(cè)的調(diào)壓要求合理選擇變壓器的分接頭電壓U1t降壓變壓器高壓側(cè)運(yùn)高壓側(cè)運(yùn)行電壓行電壓歸算到高歸算到高壓側(cè)后的壓側(cè)后的電壓損耗電壓損耗變壓器低壓側(cè)按調(diào)壓要求的實(shí)際運(yùn)行電壓U2為高壓側(cè)分高壓側(cè)分接頭電壓接頭電壓低壓繞組低壓繞組額定電壓額定電壓NtTUUUU211得高壓側(cè)分接頭電壓為NT

23、tUUUUU2211第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整當(dāng)變壓器通過不同的負(fù)荷時(shí)，分接頭電壓有不同的計(jì)算值然后求取它們的算術(shù)平均值，即 選擇一個(gè)與它最接近的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓作為公用分接頭，然后根據(jù)所選取的分接頭校驗(yàn)最大負(fù)荷和最小負(fù)荷時(shí)低壓母線的實(shí)際電壓是否符合要求2/ )(min1max11tttavUUU) 1 (2max2maxmax1max1NTtUUUUU)2(2min2minmin1min1NTtUUUUU最大負(fù)荷方式下變最大負(fù)荷方式下變壓器低壓母線要求壓器低壓母線要求的運(yùn)行電壓的運(yùn)行電壓最小負(fù)荷方式下變最小負(fù)荷方式下變壓器低壓母線要求壓器低壓

24、母線要求的運(yùn)行電壓的運(yùn)行電壓【例6.1】第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整2、升壓變壓器分接頭的選擇升壓變壓器 分接頭電壓的選擇同降壓變壓器相同。注意：升壓變壓器中功率方向從低壓側(cè)指向高壓側(cè)，因此式中UT為正)3(2max2maxmax1max1NTtUUUUU)4(2min2minmin1min1NTtUUUUU上面各式中U2N的取值同式(1)(2)中不同，通常為發(fā)電機(jī)的額定電壓?！纠?.2】第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整3、三繞組變壓器分接頭的選擇 將高低繞組看作雙繞組，根據(jù)低壓母線對(duì)調(diào)壓的要求，確

25、定高壓側(cè)分接頭電壓； 根據(jù)中壓側(cè)所要求的電壓和選定的高壓側(cè)分接頭電壓，確定中壓側(cè)繞組分接頭位置。NTtUUUUU331311212112UUUUUTtt)/(21121121212ttTTUUUUkUUU4、有載調(diào)壓變壓器 有載調(diào)壓變壓器可以在帶負(fù)荷的條件下切換分接頭而且調(diào)節(jié)范圍也比較大，一般在15%以上。 目前我國暫定，110kV級(jí)的調(diào)壓變壓器有7個(gè)分接頭，即UN32.5%；220kV級(jí)的有9個(gè)分接頭即UN42.5%。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整 采用有載調(diào)壓變壓器時(shí)，可根據(jù)最大負(fù)荷運(yùn)行方式算出的U1tmax和最小負(fù)荷運(yùn)行方式下算出的U1tm

26、in，分別選擇各自合適的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓，然后按調(diào)壓要求校驗(yàn)。有載調(diào)壓變壓器接線圖調(diào)節(jié)分接頭時(shí)，先切調(diào)節(jié)分接頭時(shí)，先切斷斷Ja，移動(dòng)，移動(dòng)Ka到選定到選定的分接頭上，然后再的分接頭上，然后再接通接通Ja其次切斷其次切斷Jb，移動(dòng)，移動(dòng)Kb到到Ka所在的分接頭，所在的分接頭，再接通再接通Jb。為了限制兩個(gè)可動(dòng)觸為了限制兩個(gè)可動(dòng)觸頭處于不同分接頭時(shí)頭處于不同分接頭時(shí)產(chǎn)生的短路電流，切產(chǎn)生的短路電流，切換裝置中還裝有電抗換裝置中還裝有電抗器器注意：在無功有裕或無功平衡的電力系統(tǒng)中，改變變壓器變比注意：在無功有?；驘o功平衡的電力系統(tǒng)中，改變變壓器變比有很好的調(diào)壓效果。但在無功不足的系統(tǒng)中，不宜采用改變變

27、有很好的調(diào)壓效果。但在無功不足的系統(tǒng)中，不宜采用改變變比調(diào)壓。比調(diào)壓。由負(fù)荷電壓特性知，當(dāng)改變變比提高用戶端電壓后，設(shè)備從系由負(fù)荷電壓特性知，當(dāng)改變變比提高用戶端電壓后，設(shè)備從系統(tǒng)中吸收的無功功率就相應(yīng)增大，使得電力系統(tǒng)的無功缺額進(jìn)統(tǒng)中吸收的無功功率就相應(yīng)增大，使得電力系統(tǒng)的無功缺額進(jìn)一步增加，導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降，最終發(fā)生一步增加，導(dǎo)致電壓繼續(xù)下降，最終發(fā)生“電壓崩潰電壓崩潰”，造成，造成系統(tǒng)大面積停電。在無功不足的電力系統(tǒng)中，應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)系統(tǒng)大面積停電。在無功不足的電力系統(tǒng)中，應(yīng)在適當(dāng)?shù)攸c(diǎn)采采用無功功率補(bǔ)償裝置用無功功率補(bǔ)償裝置補(bǔ)償無功缺額，這樣也就改變了電力網(wǎng)中補(bǔ)償無功缺額，這樣也就改變了電

28、力網(wǎng)中無功功率的分布。無功功率的分布。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整UQXPRU三、改變網(wǎng)絡(luò)中無功功率分布調(diào)壓已知電力網(wǎng)絡(luò)中電壓損耗當(dāng)網(wǎng)絡(luò)參數(shù)R、X和運(yùn)行電壓給定時(shí)，影響電壓損耗的因素就是兩個(gè)，即通過網(wǎng)絡(luò)的有功功率P和無功功率Q。顯然，為了減小電壓損耗而改變有功功率的分布是不合理的，改變網(wǎng)絡(luò)功率分布調(diào)壓，即指改變網(wǎng)絡(luò)的無功功率分布調(diào)壓?？稍谪?fù)荷點(diǎn)裝設(shè)無功補(bǔ)償裝置。如圖所示系統(tǒng)中，不計(jì)電壓降落橫分量221UQXPRUU補(bǔ)償前補(bǔ)償前變壓器低壓側(cè)折算到高壓側(cè)的電壓第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整裝設(shè)無功補(bǔ)償

29、容量QC后，電壓由U2提高到U2C，則CCCUXQQPRUU221)(按照補(bǔ)償前后U1不變的假設(shè)，則有CCCUXQQPRUUQXPRU2222)()()(22222UQXPRUQXPRUUXUQCCCC第二項(xiàng)很小 )196()(222UUXUQCCC如果降壓變壓器的變比 NtUUk21第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整補(bǔ)償后其低壓側(cè)實(shí)際電壓為U2C 則 CCUkU222222)(kkUUXUQCCC1、選用并聯(lián)電容器電容器只能發(fā)出無功功率提高電壓，不能吸收無功功率來電容器只能發(fā)出無功功率提高電壓，不能吸收無功功率來使電壓降低。為了充分利用補(bǔ)償容量，在

30、最大負(fù)荷時(shí)電容使電壓降低。為了充分利用補(bǔ)償容量，在最大負(fù)荷時(shí)電容器應(yīng)全部投入，在最小負(fù)荷時(shí)全部退出。器應(yīng)全部投入，在最小負(fù)荷時(shí)全部退出。 最小負(fù)荷方式運(yùn)行時(shí)，按無補(bǔ)償情況計(jì)算變壓器分接頭電壓，選擇標(biāo)準(zhǔn)分接頭，確定其變比 設(shè)最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓為設(shè)最小負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓為U U2min2min，低壓側(cè)，低壓側(cè)要求的電壓為要求的電壓為 min2CU 則高壓側(cè)分接頭電壓則高壓側(cè)分接頭電壓 NCtUUUU2min2min2min1（6-206-20） 第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整 校驗(yàn)實(shí)際電壓是否滿足要求選擇最接近選擇最接近U

31、1tmin的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓為的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓為U1t，則實(shí)際變比為，則實(shí)際變比為 NtUUk21 按最大負(fù)荷計(jì)算無補(bǔ)償時(shí)低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓U2max，若最大負(fù)荷時(shí)低壓側(cè)應(yīng)保持的電壓為 ，依式6-20，應(yīng)裝設(shè)的無功補(bǔ)償容量max2CU2max2max2max2)(kkUUXUQCCC第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整（6-226-22） 2、選用同期調(diào)相機(jī)調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)可以過勵(lì)運(yùn)行，作為無功電源發(fā)出額調(diào)相機(jī)在最大負(fù)荷時(shí)可以過勵(lì)運(yùn)行，作為無功電源發(fā)出額定容量的無功；在最小負(fù)荷可以欠勵(lì)磁運(yùn)行，作為無功負(fù)定容量的無功；在最小負(fù)荷可以欠勵(lì)磁運(yùn)行，作為

32、無功負(fù)載從系統(tǒng)吸取其額定容量載從系統(tǒng)吸取其額定容量50%50%65%65%的無功功率的無功功率同步調(diào)相機(jī)容量選擇同步調(diào)相機(jī)容量選擇 最大負(fù)荷過勵(lì)運(yùn)行時(shí)的調(diào)相機(jī)容量 2max2max2max2)(kkUUXUQCCC 最小負(fù)荷欠勵(lì)運(yùn)行時(shí)調(diào)相機(jī)的容量2min2min2min2)()65. 05 . 0(kkUUXUQCCC最小負(fù)荷時(shí)變壓器低壓側(cè)要求保持的電壓最小負(fù)荷無補(bǔ)償時(shí)變壓器低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓 聯(lián)立上兩式，解出變比k第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整 按計(jì)算變比確定分接頭電壓UtNtkUU2選擇最選擇最接近接近Ut的標(biāo)準(zhǔn)分接頭的標(biāo)準(zhǔn)分接頭U1t

33、，則實(shí)際變比為，則實(shí)際變比為 NtUUk210 計(jì)算調(diào)相機(jī)容量：將k0值帶入(6-22)200max2max2max2)(kkUUXUQCCC四、改變電力網(wǎng)參數(shù)調(diào)壓串聯(lián)電容器UQXPRU分析電壓損耗公式當(dāng)輸送功率不變時(shí)，改變電力網(wǎng)參數(shù)R和X也能改變電壓損耗達(dá)到調(diào)壓目的。 改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)常用方法有：按允許電壓損耗選擇合適的導(dǎo)線截面；在高壓電力網(wǎng)中串聯(lián)電容器以容抗補(bǔ)償線路的感抗等最常用【例6.3】第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整1、串聯(lián)電容器調(diào)壓如圖，設(shè)串聯(lián)電容器如圖，設(shè)串聯(lián)電容器前線路末端電壓前線路末端電壓U U2 2，則電壓損耗則電壓損耗串聯(lián)電容器后

34、末端電壓為串聯(lián)電容器后末端電壓為U U2C2C2UQXPRUCCCUXXQPRU2)(末端電壓提高量為末端電壓提高量為CCCUXXQPRUQXPRUU22)()(2CCNCUQXUQX或QUUUXCNC)(串聯(lián)電容的容抗串聯(lián)電容的容抗CCCCXUQPXIQ22222串聯(lián)電容的補(bǔ)償容量串聯(lián)電容的補(bǔ)償容量QUUUCC)(2第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整實(shí)際系統(tǒng)中三相電容器組的總?cè)萘繉?shí)際系統(tǒng)中三相電容器組的總?cè)萘繉?shí)際系統(tǒng)中串聯(lián)電容器是若干個(gè)標(biāo)準(zhǔn)電容器串、并聯(lián)組成的，設(shè)每相電容器的串聯(lián)個(gè)數(shù)為n，并聯(lián)個(gè)數(shù)為mnm設(shè)每個(gè)所選電容器IC額定容量額定容量QNC額

35、定電壓UNC額定電流INC額定容抗XNC則每個(gè)電容器額定電壓和額定電流應(yīng)滿足NCCNCCCmIInUXImaxmax通過電容器組的最大工作電流NCCIImmaxNCNCCCNCCCXIXIUXInmaxmax式中m、n應(yīng)取稍大于計(jì)算值的正整數(shù)第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整NCNCNCCSImnUmnQQ33三相電容器組的實(shí)際容量為串聯(lián)電容器安裝的一般原則是應(yīng)使沿電力線路的電壓分布盡可能均勻，且各負(fù)荷點(diǎn)的電壓都在允許范圍內(nèi)。當(dāng)負(fù)荷集中在線路末端時(shí)，電容器應(yīng)串聯(lián)在末端；當(dāng)沿線路有多個(gè)負(fù)荷時(shí)，可將電容串接在補(bǔ)償前產(chǎn)生二分之一線路電壓損耗處（見圖6-11

36、）。補(bǔ)償度用來衡量串聯(lián)電容補(bǔ)償性能LCcXXk kc1，過補(bǔ)償； kc=1全補(bǔ)償若串聯(lián)電容主要用于低壓電網(wǎng)調(diào)壓，通常采用過補(bǔ)償或全補(bǔ)償；若主要用于提高電力網(wǎng)的輸送容量和穩(wěn)定性，通常采用欠補(bǔ)償。2、串聯(lián)電容與并聯(lián)電容在不同條件下的補(bǔ)償效果(1) 調(diào)壓要求相同時(shí)，兩種補(bǔ)償方式容量大小比較并聯(lián)補(bǔ)償時(shí)，線路電壓損耗UXQQRPULCPP)(22串聯(lián)補(bǔ)償時(shí)UXXQRPUCLS)(22第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整由于調(diào)壓要求相同，即SPUU考慮到串聯(lián)電容的補(bǔ)償容量CCCCSXUQPXIQ2222222LCXUQPQ222222線路無功損耗可得2QQQQCP

37、CS為減少同樣大小的電壓損耗，需設(shè)置串聯(lián)電容器的容量?jī)H為并聯(lián)電容器的容量的17%-25% (2) 調(diào)壓效果比較(3) 適用場(chǎng)合比較(4) 降低功率損耗方面比較參見課本120頁【例6.4】第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整某降壓變壓器歸算至高壓側(cè)的參數(shù)及負(fù)荷功率均標(biāo)注于圖中。在最大負(fù)荷時(shí)， KVU112max1在最小負(fù)荷時(shí)KVU113min1要求在變壓器的低壓母線采用順調(diào)壓方式，選擇變壓器分接頭電壓?！纠?.1】解：1）變壓器阻抗中的功率損耗)(24. 319. 0)404 . 2(1101428222maxMVAjjST)(54. 003. 0)40

38、4 . 2(110810222minMVAjjST)(24.1719.28maxmaxmax1MVAjSSST)(54. 803.10minminmin1MVAjSSST2）變壓器環(huán)節(jié)首端功率return第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整)(76. 61124024.174 . 219.28maxKVUT)(24. 31134054. 84 . 203.10minKVUT3）最大最小負(fù)荷下變壓器阻抗的電壓損耗)(94.11211025. 11076. 61122max2maxmax1max1KVUUUUUNTt)(31.11211075.11024.

39、3113min1KVUt)(63.112)(21min1max11KVUUUtttav4）計(jì)算變壓器分接頭電壓 選最接近Ultav的標(biāo)準(zhǔn)分接頭為112.75KV。 return第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整)(27.101175.11276. 6112max2KVU)(71.101175.11224. 3113min2KVU5）校驗(yàn)由計(jì)算結(jié)果可見，所選分接頭電壓滿足調(diào)壓要求。kV25.1010025. 1kV75.1010075. 1return第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整KV5 .10/%5 .

40、 221214 .241 . 1jZT)(3450maxMVAjS)(2228minMVAjSKVU116max1KVU114min1某升壓變壓器的額定容量為某升壓變壓器的額定容量為63MVA63MVA，電壓為，電壓為歸算到高壓側(cè)的變壓器阻抗歸算到高壓側(cè)的變壓器阻抗。已知。已知要求發(fā)電機(jī)電壓在要求發(fā)電機(jī)電壓在1010.5kV范圍范圍【例6.2】?jī)?nèi)變化，試選擇變壓器的分接頭電壓。內(nèi)變化，試選擇變壓器的分接頭電壓。解：1）計(jì)算最大最小負(fù)荷下 變壓器的電壓損耗)(63. 71164 .24341 . 150maxKVUT)(98. 41144 .24221 . 128minKVUT return第六

41、章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整2）計(jì)算變壓器分接頭電壓)(63.1235 .105 .1063. 7116max1KVUt)(93.1245 .101098. 4114min1KVUt )(28.124)93.12463.123(211KVUtav3）選最接近Ultav的標(biāo)準(zhǔn)分接頭為124.025KV。)025. 1 (NU)(47.105 .10025.12463. 7116max2KVU)(07.105 .10025.12498. 4114min2KVU4）校驗(yàn)由計(jì)算結(jié)果可見，所選分接頭電壓滿足調(diào)壓要求。由計(jì)算結(jié)果可見，所選分接頭電壓滿足調(diào)壓要求

42、。return第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整例【6.3】簡(jiǎn)單系統(tǒng)接線如下圖所示。降壓變電所低壓側(cè)母線要求常調(diào)壓,保持10.5kV。試確定無功補(bǔ)償設(shè)備的容量：()補(bǔ)償設(shè)備采用電容器;(2)補(bǔ)償設(shè)備采用調(diào)相機(jī)解:補(bǔ)償前最大、最小負(fù)荷時(shí)變電所低壓側(cè)歸算至高壓側(cè)的電壓為 kv1 .971186 .129154 .2620118UxQRPUU11max1max12max kv5 .1071186 .1295 . 74 .2610118U2min第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整(1)補(bǔ)償采用電容器選用選用 110

43、+2.5即即112.75kV的接頭的接頭最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部退出,高壓側(cè)分接頭電壓為NCtUUUU2min2min2min1kv6 .112115 .105 .1071175.112210NtUUk按最大負(fù)荷時(shí)的調(diào)壓要求確定補(bǔ)償容量200max2max2max2)(kkUUXUQCCCvar)(74.81175.11275.112111 .975 .106 .1295 .1022M第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整校驗(yàn)：最大負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部投入kv65.1061186 .12974. 8154 .2620118U2cmax低壓母線實(shí)際電壓為kv4

44、 .10112.7511106.65最小負(fù)荷時(shí)補(bǔ)償設(shè)備全部退出，已知 107.5kVU2min可得低壓側(cè)實(shí)際電壓為kv49.10112.7511107.5最大負(fù)荷時(shí)電壓偏移為%95. 0%1005 .104 .105 .10最小負(fù)荷時(shí)電壓偏移為%12. 0%1005 .1049.105 .10可見選擇的電容器容量能滿足常調(diào)壓的要求return第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整(2)補(bǔ)償設(shè)備采用調(diào)相機(jī)時(shí)首先確定應(yīng)選用的變比(6-24)2min22max2max2max2min2min222ccccUUUUUUK解得k=9.9191. 95 .1025

45、.101 .975 .105 .1075 .10222選用主接頭110kv29.91 11 108.99tNUkUkV1011110210NtUUk200max2max2max2)(kkUUXUQCCC按最大負(fù)荷時(shí)調(diào)壓要求確定QC第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整Mvar40. 610101 .975 .106 .1295 .102選用容量為7.5Mvar的調(diào)相機(jī).校驗(yàn):最大負(fù)荷時(shí)調(diào)相機(jī)過激運(yùn)行,輸出7.5Mvar無功功率kv3 .1051186 .1295 . 7154 .2620118U2cmax200max2max2max2)(kkUUXUQC

46、CC低壓母線實(shí)際電壓為kv53.1011011105.3最小負(fù)荷時(shí),調(diào)相機(jī)欠激運(yùn)行,吸取3.75Mvar無功功率第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整kv4 .1031186 .12975. 35 . 74 .2610118U2cmin低壓母線實(shí)際電壓為kv34.10110114 .103return最大及最小負(fù)荷時(shí)的電壓偏移分別為%3 . 0%1005 .105 .1053.10%52. 1%1005 .105 .1034.10可見選用的調(diào)相機(jī)容量是恰當(dāng)?shù)?最小負(fù)荷時(shí)適當(dāng)減小吸取的無功功率就可使低壓母線電壓達(dá)到 10.5kv .換言之,選用的調(diào)相機(jī)容量

47、還有一定的裕度.第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整例【6.4】阻抗為R+jX=13.5+j12()的35kV電力線路，輸送功率4MW，功率因數(shù)0.7，線路末端電壓為30.4kV，要將其提高為32kV。試求：串聯(lián)電容器組的容量；為達(dá)到同樣調(diào)壓要求所需設(shè)置的并聯(lián)電容器容量，并比較兩種補(bǔ)償方案的功率損耗。QUUUXCCC)(2解：解：已知串聯(lián)電容的容抗已知串聯(lián)電容的容抗)(5 .12tan4)4 .3032(32CCCCXUQPXIQ22222var4 . 05 .123208. 44222M查表，選用查表，選用U UNCNC=0.6KV=0.6KV，Q

48、QNCNC=20kvar=20kvar的單相串聯(lián)電容器的單相串聯(lián)電容器電容器組的最大工作電流電容器組的最大工作電流NCCIImmaxNCCCUXInmaxAIC103cos3234000max15. 2600151031 . 36 . 0/20103取取m=4 n=3m=4 n=3第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整var720201233kmnQQNCCS三相電容器組的實(shí)際容量為校驗(yàn)： 電容器組的實(shí)際容抗5 .13200006004322NCNCCQUmnXCCCUQXUU2末端電壓實(shí)際升高kV72. 1325 .1308. 4大于1.6，滿足要求。

49、采用并聯(lián)電容器 依依（6-196-19）var)(27. 4) 4 .3032(1232)(222MUUXUQCCC第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整return并聯(lián)電容器后線路功率損耗)(211. 032)27. 408. 4(4222MWRPp串聯(lián)電容器后線路功率損耗RUcPRIPs22)cos3( 33)(43. 05 .13)7 . 0324(2MW第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整6.5 輸電線路導(dǎo)線截面的選擇 導(dǎo)線截面選擇的基本原則導(dǎo)線截面選擇的基本原則1發(fā)熱條件：發(fā)熱條件： 導(dǎo)線在通過正常最大

50、負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)導(dǎo)線在通過正常最大負(fù)荷電流（計(jì)算電流）時(shí)產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。產(chǎn)生的發(fā)熱溫度不超過其正常運(yùn)行時(shí)的最高允許溫度。2電壓損失條件：電壓損失條件： 導(dǎo)線或電纜在通過正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)導(dǎo)線或電纜在通過正常最大負(fù)荷電流時(shí)產(chǎn)生的電壓損失應(yīng)小于要求的電壓損失，以保證供電質(zhì)量。生的電壓損失應(yīng)小于要求的電壓損失，以保證供電質(zhì)量。3機(jī)械強(qiáng)度條件：機(jī)械強(qiáng)度條件： 在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械在正常工作條件下，導(dǎo)線應(yīng)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。強(qiáng)度以防止斷線，故要求導(dǎo)線截面不應(yīng)小于最小允許截面。4 經(jīng)濟(jì)條件：經(jīng)濟(jì)條件： 選擇

51、導(dǎo)線截面時(shí)，即要降低線路的電能損耗和選擇導(dǎo)線截面時(shí)，即要降低線路的電能損耗和維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消維修費(fèi)等年運(yùn)行費(fèi)用，又要盡可能減少線路投資和有色金屬消耗量，通?？砂磭乙?guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。耗量，通?？砂磭乙?guī)定的經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面。第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整5電暈條件：電暈條件： 高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時(shí)，不僅會(huì)引起電暈損高壓輸電線路產(chǎn)生電暈時(shí)，不僅會(huì)引起電暈損耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導(dǎo)耗，而且還產(chǎn)生噪聲和無線電干擾，為了避免電暈的發(fā)生，導(dǎo)線的外徑不能過小。線的外徑

52、不能過小。根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下：根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)，導(dǎo)線截面選擇的原則如下： 對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：對(duì)區(qū)域電力網(wǎng)：先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線截面，然后先按經(jīng)濟(jì)電流密度按選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電暈條件。再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電暈條件。 對(duì)地方電力網(wǎng)：對(duì)地方電力網(wǎng)：先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，以先按允許電壓損失條件選擇導(dǎo)線截面，以保證用戶的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。保證用戶的電壓質(zhì)量，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和發(fā)熱條件。對(duì)低壓配電網(wǎng)：對(duì)低壓配電網(wǎng)：通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后再通常先按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面，然后再校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度和電壓損失。第六章第六

53、章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整 一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面一、按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面1經(jīng)濟(jì)電流密度的概念經(jīng)濟(jì)電流密度的概念導(dǎo)線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越?。茨赀\(yùn)導(dǎo)線截面越大，線路的功率損耗和電能損耗越?。茨赀\(yùn)行費(fèi)用越小），但是線路投資和有色金屬消耗量都要增加；反行費(fèi)用越?。?，但是線路投資和有色金屬消耗量都要增加；反之，導(dǎo)線截面越小，線路投資和有色金屬消耗量越少，但是線之，導(dǎo)線截面越小，線路投資和有色金屬消耗量越少，但是線路的功率損耗和電能損耗卻要增大（即年運(yùn)行費(fèi)用越大）。路的功率損耗和電能損耗卻要增大（即年運(yùn)行費(fèi)用越大）。 綜合以上兩

54、種情況，綜合以上兩種情況，使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最小、初投資費(fèi)用使年運(yùn)行費(fèi)用達(dá)到最小、初投資費(fèi)用又不過大又不過大而確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，而確定的符合總經(jīng)濟(jì)利益的導(dǎo)線截面，稱為經(jīng)濟(jì)截面，用用Aec表示。表示。對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的導(dǎo)線電流密度，稱為對(duì)應(yīng)于經(jīng)濟(jì)截面的導(dǎo)線電流密度，稱為經(jīng)濟(jì)電流密度經(jīng)濟(jì)電流密度，用，用jec表示。表示。 第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整如圖如圖 是年運(yùn)行費(fèi)用是年運(yùn)行費(fèi)用F與導(dǎo)線截面與導(dǎo)線截面A的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 1年折舊費(fèi)和年維修管理費(fèi)之和與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線；年折舊費(fèi)和年維修管理費(fèi)之和與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲

55、線；3為曲線為曲線1與曲線與曲線2的疊加，的疊加，表示線路的年運(yùn)行費(fèi)與導(dǎo)線截面表示線路的年運(yùn)行費(fèi)與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線。的關(guān)系曲線。 2年電能損耗費(fèi)與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線；年電能損耗費(fèi)與導(dǎo)線截面的關(guān)系曲線；由圖可知，曲線由圖可知，曲線3的最低點(diǎn)的最低點(diǎn)（a點(diǎn)）的年運(yùn)行費(fèi)用最小，但點(diǎn)）的年運(yùn)行費(fèi)用最小，但從綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮，導(dǎo)線截從綜合經(jīng)濟(jì)效益考慮，導(dǎo)線截面選面選Ab比選比選Aa更為經(jīng)濟(jì)合理，更為經(jīng)濟(jì)合理，即即 Ab為經(jīng)濟(jì)截面。為經(jīng)濟(jì)截面。線路年運(yùn)行費(fèi)用與導(dǎo)線線路年運(yùn)行費(fèi)用與導(dǎo)線 截面的關(guān)系曲線截面的關(guān)系曲線第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整2按經(jīng)濟(jì)電流密

56、度選擇導(dǎo)線截面的方法按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面的方法ececjIA30我國現(xiàn)行的我國現(xiàn)行的經(jīng)濟(jì)電流密度經(jīng)濟(jì)電流密度見書中表見書中表6-3。則。則例例6-5 有一條長(zhǎng)有一條長(zhǎng)15km的的35kV架空線路，計(jì)算負(fù)荷為架空線路，計(jì)算負(fù)荷為4850kW，功率因數(shù)為功率因數(shù)為0.8，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為，年最大負(fù)荷利用小時(shí)數(shù)為4600h。試按經(jīng)濟(jì)電。試按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇其導(dǎo)線截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。流密度選擇其導(dǎo)線截面，并校驗(yàn)其發(fā)熱條件和機(jī)械強(qiáng)度。解：（解：（1）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面）按經(jīng)濟(jì)電流密度選擇導(dǎo)線截面說明：說明：計(jì)算出經(jīng)濟(jì)截面計(jì)算出經(jīng)濟(jì)截面Aec后，應(yīng)選后，應(yīng)選最接近而又偏小

57、最接近而又偏小一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)截面。一點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)截面。 第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整查附錄表查附錄表II-1得得LGJ-70的允許載流量的允許載流量（室外（室外25） A，滿足要求。滿足要求。 275alI10030I 線路的計(jì)算電流為：線路的計(jì)算電流為： A1008 . 03534850cos33030NUPI由表由表6-3，查得，查得jec=1.15A/mm2 ,因此，導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為因此，導(dǎo)線的經(jīng)濟(jì)截面為28715. 1100mmecA選選LGJ-70型鋁絞線。型鋁絞線。（2）校驗(yàn)發(fā)熱條件：）校驗(yàn)發(fā)熱條件： （3）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：）校驗(yàn)機(jī)械強(qiáng)度：

58、查表查表6-4得，得，35kV鋼芯鋁絞線的最小允許截鋼芯鋁絞線的最小允許截面為面為25mm2，因此所選，因此所選LGJ-70滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。滿足機(jī)械強(qiáng)度要求。 第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整線路電壓（KV）導(dǎo)線型號(hào)最大負(fù)荷年利用小時(shí)數(shù)Tmax（h） 3000 4000 5000 6000 7000 10 LJ LGJ 1.19 1.40 1.00 1.17 0.86 1.00 0.75 0.87 0.67 0.7835220 LGJ 1.53 1.28 1.10 0.96 0.84表 經(jīng)濟(jì)電流密度第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電

59、力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整二、按機(jī)械強(qiáng)度的要求選擇導(dǎo)線最小容許截面二、按機(jī)械強(qiáng)度的要求選擇導(dǎo)線最小容許截面 為了保證電力線路在運(yùn)行中安全，導(dǎo)線必須有必要的機(jī)械強(qiáng)度，這就要求導(dǎo)線截面不能太小。所以在規(guī)程中對(duì)各種不同電壓等級(jí)的電力線路和不同的導(dǎo)線材料，按機(jī)械強(qiáng)度的要求規(guī)定了導(dǎo)線最小容許截面。(書上表6-4) 三、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面三、按發(fā)熱條件選擇導(dǎo)線截面 按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面的方法按發(fā)熱條件選擇三相系統(tǒng)中的相線截面的方法: :應(yīng)使導(dǎo)線應(yīng)使導(dǎo)線的允許載流量的允許載流量Ial不小于通過相線的計(jì)算電流不小于通過相線的計(jì)算電流I30，即，即 30IalIu導(dǎo)線的允許載流量與環(huán)境溫度

60、和敷設(shè)條件有關(guān)。當(dāng)敷設(shè)地點(diǎn)的環(huán)境溫度與允許載流量所采用的環(huán)境溫度不同時(shí)，則允許載流量應(yīng)乘以溫度校正系數(shù)，即 第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整00alalK此時(shí)，按發(fā)熱條件選擇截面的條件為： 30IalIK四、按電暈臨界電壓選擇導(dǎo)線截面四、按電暈臨界電壓選擇導(dǎo)線截面電力線路的運(yùn)行電壓超過導(dǎo)線的電暈臨界電壓時(shí)，電力線路會(huì)出現(xiàn)電暈。這樣，一方面會(huì)產(chǎn)生電暈損耗，使網(wǎng)損增大，運(yùn)行經(jīng)濟(jì)性變差；另一方面電暈放電對(duì)無線電有干擾作用。因此，應(yīng)按晴天導(dǎo)線不出現(xiàn)電暈這一條件選擇導(dǎo)線最小容許截面或最小容許直徑。（表6-6）第六章第六章 電力系統(tǒng)無功功率的平衡和電壓調(diào)整電力