電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整

電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整10kV及以下三相供電電壓允許偏差為標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的±7%供電電壓允許偏差（GB/T12325——2003）電力系統(tǒng)的電壓管理35kV及以上供電電壓正、負(fù)偏差的絕對值之和不超過標(biāo)稱系統(tǒng)電壓的10%。電網(wǎng)電壓偏差的控制方法1、在電網(wǎng)中按要求設(shè)置一定數(shù)量的電壓中樞點(diǎn)（或稱主導(dǎo)節(jié)點(diǎn)等）。3、保證中樞點(diǎn)電壓始終運(yùn)行在允許偏差范圍內(nèi)。2、規(guī)定出中樞點(diǎn)電壓允許波動的偏差上下限。一般可選擇下列母線作為電壓中樞點(diǎn)：電壓中樞點(diǎn)－電力系統(tǒng)中監(jiān)視、控制和調(diào)整電壓的點(diǎn)（母線）（1）大型發(fā)電廠的高壓母線。（2）樞紐變電所的二次母線。（3）有大量地方性負(fù)荷的發(fā)電廠母線。中樞點(diǎn)電壓的允許變動范圍中樞點(diǎn)的電壓偏移不超出給定范圍，則就能保證系統(tǒng)中其他各處的電壓質(zhì)量也基本上滿足要求。由負(fù)荷點(diǎn)允許的電壓偏移，通過計算在最大負(fù)荷、最小負(fù)荷下的電壓損耗，來確定中樞點(diǎn)電壓的允許變化范圍。中樞點(diǎn)調(diào)壓方式逆調(diào)壓

順調(diào)壓

恒調(diào)壓電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式順調(diào)壓針對輸電線路比較長，負(fù)荷重，負(fù)荷變動范圍比較大的情況。高峰負(fù)荷時升高電壓，即調(diào)高中樞點(diǎn)電壓，高5%；低谷負(fù)荷時降低電壓，不能低于UN。逆調(diào)壓：順調(diào)壓：電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式順調(diào)壓：

在高峰負(fù)荷時允許中樞電壓適當(dāng)降低，但不能低于+2.5%，即1.025UN。在低谷負(fù)荷時，允許中樞點(diǎn)電壓略高，但不能高于+7.5%，即1.075UN。

順調(diào)壓針對線路不長，負(fù)荷不大。順調(diào)壓好實(shí)現(xiàn)。電壓中樞點(diǎn)的調(diào)壓方式恒調(diào)壓（常調(diào)壓）：

在任何負(fù)荷下，中樞點(diǎn)電壓保持為大約恒定的數(shù)值，U=1.02～1.05UN。

常調(diào)壓適用于負(fù)荷變動較小，線路上電壓損耗較小的中樞點(diǎn)。調(diào)整電壓的原理和措施

對圖示的電力系統(tǒng)，略去線路、變壓器的導(dǎo)納支路，則負(fù)荷處的電壓為：UL=（UGK1–ΔU）/K2=（UGK1–（PR+QX）/UN）/K2調(diào)整電壓的原理和措施（1）改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓。（2）改變變壓器的變比調(diào)壓。（3）改變無功功率的分布，使電壓損耗減小來調(diào)壓。

即在負(fù)荷端加并聯(lián)無功補(bǔ)償裝置；或者在線路上串聯(lián)電容，即串聯(lián)電容補(bǔ)償。（4）改變電網(wǎng)參數(shù)（R+jX），減小電壓損耗來調(diào)壓。實(shí)施方法:

發(fā)電機(jī)勵磁調(diào)節(jié)措施1:借改變發(fā)電機(jī)端電壓調(diào)壓

特點(diǎn):最直接的調(diào)壓方式，無需額外投資，應(yīng)優(yōu)先考慮、充分利用。發(fā)電機(jī)母線無地方負(fù)荷時，一般可在發(fā)電機(jī)額定電壓的95%-105%范圍內(nèi)調(diào)節(jié);發(fā)電機(jī)母線有地方負(fù)荷時，機(jī)端母線采用逆調(diào)壓一般可滿足調(diào)壓要求。

調(diào)節(jié)能力受發(fā)電機(jī)無功極限約束。對供電范圍大、電壓等級多的系統(tǒng)，僅依靠調(diào)機(jī)端電壓往往不能滿足調(diào)壓要求。措施2:借改變變壓器變比調(diào)壓1、無載調(diào)壓變壓器分接頭開關(guān)無消弧能力，必須停電調(diào)分接頭分接頭數(shù)目少：如UN±5%，UN±2×2.5%

實(shí)施方法:調(diào)節(jié)變壓器的分接頭電力變壓器高(中)壓側(cè)一般設(shè)有多個分接頭按調(diào)壓方式分為:變壓器分接頭標(biāo)稱電壓的計算

雙繞組降壓無載調(diào)壓變變比選擇問題:要滿足低壓母線的調(diào)壓要求，k=?負(fù)荷水平高壓母線電壓電壓損耗(歸算到高壓側(cè))低壓母線調(diào)壓要求最大負(fù)荷最小負(fù)荷UHmax

HL已知：雙繞組降壓無載調(diào)壓變變比選擇（續(xù)1）

=ULmax

=ULmin

Kmax=

UtHmax=

UtHmin=

①最大負(fù)荷時：②最小負(fù)荷時：

UtH=(無載調(diào)壓變)③

?選擇標(biāo)準(zhǔn)分接頭

根據(jù)第3步所得分接頭電壓UtH選擇最接近的標(biāo)準(zhǔn)分接頭電壓雙繞組降壓無載調(diào)壓變變比選擇(續(xù)2)

雙繞組升壓無載調(diào)壓變變比選擇與降壓變變比選擇的區(qū)別:功率的流動方向不同LH只有當(dāng)系統(tǒng)無功電源充足時，借改變變比調(diào)壓才有效。借改變變比調(diào)壓的局限性T-1GT-2

1234例題例:某變電所有一臺電壓110±2×2.5%/11kV的降壓變壓器。最大、最小負(fù)荷時高壓側(cè)的實(shí)際電壓分別為：112、113kV。若變電站低壓母線采用順調(diào)壓方式，請選擇變壓器的分接頭。借改變變比調(diào)壓的局限性

無功功率不足，選取適當(dāng)?shù)墓?jié)點(diǎn)增加無功電源，通過改變電力系統(tǒng)的無功功率分布調(diào)壓。T-1T-2

1234G只有當(dāng)系統(tǒng)無功電源充足時，借改變變比調(diào)壓才有效。調(diào)相機(jī)電容器靜止無功補(bǔ)償器并聯(lián)補(bǔ)償措施3：借無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓并聯(lián)補(bǔ)償?shù)膶?shí)質(zhì)：改變無功潮流分布措施3：借無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓設(shè)并聯(lián)電容器投入和退出時，電壓U1保持不變。（2）并聯(lián)電容器投運(yùn)后：電壓損耗為

線路損耗降低（1）并聯(lián)電容器沒有投運(yùn)時：

功率損耗為措施3：借無功補(bǔ)償設(shè)備調(diào)壓比較并聯(lián)電容器投入和退出時的線損和電壓損耗可知，投入無功功率補(bǔ)償設(shè)備后：2.減少了電網(wǎng)功率損耗和電壓損耗因此投入電容器C后可以降低線損和提高電壓U2。1.部分無功可由無功補(bǔ)償設(shè)備供給，減小了電網(wǎng)中輸送的無功功率。按調(diào)壓要求選擇并聯(lián)電容器的容量

由于電容器只能發(fā)出感性無功，不能吸收感性無功，也不能連續(xù)調(diào)節(jié)，其具體運(yùn)行方式是在最大負(fù)荷時，并聯(lián)電容器全部投運(yùn)；最小負(fù)荷時，并聯(lián)電容器全部退出。

（1）根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負(fù)荷時并聯(lián)電容全部退出的條件，選擇變壓器的分接頭，確定變比k最小負(fù)荷時：歸算至高壓側(cè)的低壓母線電壓低壓母線調(diào)壓要求電壓為U2min則高壓側(cè)分接頭電壓應(yīng)為選擇最接近U1tmin的標(biāo)準(zhǔn)分接頭U1t確定變比k=U1t/U2N

按調(diào)壓要求選擇并聯(lián)電容器的容量按調(diào)壓要求選擇并聯(lián)電容器的容量（2）按最大負(fù)荷時的調(diào)壓要求計算QC歸算到高壓側(cè)的電壓為U'2max

低壓側(cè)應(yīng)保證的電壓為U2Cmax

按調(diào)壓要求選擇并聯(lián)電容器的容量（3）

按調(diào)壓要求

進(jìn)行校驗(yàn)與調(diào)壓要求電壓U2min比較最小負(fù)荷時：變壓器低壓母線實(shí)際電壓（歸算至低壓側(cè)）：U2min=（U1min-ΔUTmin）×U2N/U1t0

與調(diào)壓要求電壓U2Cmax比較按調(diào)壓要求選擇并聯(lián)電容器的容量并聯(lián)電容器投運(yùn)后：ΔUCmax=（PR+（Q-QC）X）/UA變壓器低壓母線實(shí)際電壓（歸算至低壓側(cè)）：U2max=（U1max-ΔUTCmax）×U2N/U1t0

最大負(fù)荷時：

聯(lián)立求解變比k，確定變壓器的分接頭，再確定最大負(fù)荷時的容性無功容量和最小負(fù)荷時的感性無功容量。按調(diào)壓要求選擇靜止補(bǔ)償器的容量按調(diào)壓要求選擇并聯(lián)電容器的容量最大負(fù)荷時：最小負(fù)荷時：措施四：改變電力網(wǎng)參數(shù)調(diào)壓