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1、目录一. 序言二 课程设计任务及要求 1. 设计要求2. 设计任务三调压理论分析1. 电力系统的电压管理 中枢点电压管理 电压调整的基本原理2. 电力系统的几种调压方式 改变发电机机端电压调压 改变变压器变比调压 改变网络中无功功率分布调压三.计算分析1. 等值电路2. 潮流计算3. B开机分接头计算4. B关机电压损耗计算五. 调压措施的具体分析及展望1. 电网电压偏差大的原因2. 调压措施分析3. 各种调压方式的比较六. 实验小结一 序言课程设计是在我们学完了大学全部基础课、选修课以及大部专业 课之后进行的。这是我们在进行毕业设计之前对所学各课程的一次深 入的综合性的总复习，也是一次理论联
2、系实际的训练，因此，它在我 们四年的大学生活中占有重要的地位。 电气设计是一个考验人耐心 的过程，不能有丝毫的急躁，马虎，尤其对我们电力方向来说，要求 我们细心计算参数不得有丝毫马虎，要熟练地掌握课本上的知识，必 须要有耐心，要有坚持的毅力。需要反复实践，其过程很可能相当烦 琐，有时花很长时间计算出来的数据还是需要重做，那时心中未免有 点灰心，有时还特别想放弃，此时更加需要静下心，查找原因。就我个人而言，我希望能通过这次课程设计对自己未来将从事的 工作进行一次适应性的训练，希望在设计中能锻炼自己分析问题、解 决问题的能力，为自己今后的工作打下一个良好的基础。本次课程设计刚开始先计算线路和变压器
3、的等值参数，然后用 CAD 画出线路的等值参数图；然后计算网络的潮流分布，从已知功率 点回推功率再用电网的额定电压，由 A 点进行回推各点电压，再选定 适当的分接头，自定变压器的变比，确定系统各变压器分接头或确定 其他适当的调压措施，最后校验分接头是否符合题目的要求。由于能力所限，再加上时间紧迫，设计尚有许多不足之处，希望 各位老师给予指教和谅解。三调压理论分析：电力系统的电压管理一、中枢点电压管理 电力系统进行调压得目的，就是要采取各种措施，使用户处的电 压偏移保持在规定的范围内。但由于电力系统结构复杂，负荷较多， 如对每个用电设备电压都进行监视和调整，不仅不经济而且无必要。 因此，电力系统
4、电压的监视和调整可通过监视、调整电压中枢点电压 来实现。电压中枢点是指某些可以反映系统电压水平的主要发电厂或枢 纽变电所母线。因为很多负荷都由这些中枢点供电，如能控制住住这 些电的电压偏移，也就控制住了系统中大部分负荷的电压偏移。于是， 电力系统电压调整问题也就转变为保证各中枢点的电压偏移不超出 给定范围的问题。1、电压中枢点的选择 电压中枢点的选择在： 区域性水、火电厂的高压母线 枢纽变电所二次母线 有大量地方负荷的发电厂母线 城市直降变电所二次母线2、中枢点的调压方式 中枢点的调压方式分为逆调压、顺调压和恒调压三类。 逆调压：在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。 一般采用逆调压
5、方式，在最大负荷时可保持中枢点电压比线路 额定电压高 5，在最小负荷时保持为线路额定电压。供电线 路较长、负荷变动较大的中枢点往往要求采用这种调压方式。 顺调压：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 102.5；小负荷时允许其电压高一些，但不超过线路 额定电压的 107.5的调压模式。对于某些供电距离较近，或者符合变动不大的变电所，可以米用这种调压方式。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值，一般较线 路额定电压高2%5%。二、电压调整的基本原理拥有较充足的无功功率电源是保证电缆系统有较好的运行电压 水平的必要条件
6、，但是要使所有用户的电压质量都符合要求，还必须 采用各种调压手段。现以下图为例，说明常用的各种调压措施所依据的基本原理：R+jX电压调整原理图V =(V k -Ai G 1V)/k2严U2电压调整的措施：（1）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压VG；（2）改变变压器的变比k1、k2；（3）改变功率分布P+jQ （主要是Q）,使电压损耗AV 变化；（4）改变网络参数R+jX （主要是X），改变电压损耗 V。电力系统的几种调压方式一、改变发电机机端电压调压这种调压手段是一种不需要耗费投资，且是最直接的调压方法， 应首先考虑采用。发电机的电压调整是借助于调整发电机的励磁电 压，以改变发电机转子绕
7、组的励磁电流，就可以改变发电机定子端电 压。不同类型的供电网络，发电机调压所起的作用是不同的。 对于发电机不经升压直接供电的小型电力系统，供电线路不长， 线路上电压损耗不大，借改变发电机端电压的方法，例如实行 逆调压，就可以满足负荷点要求的电压质量。 对由发电机经多级变压向负荷供电的大中型电力系统，线路较 长，供电范围大，从发电厂到最远处的负荷之间的电压损耗和 变化幅度都很大。这时，单靠发电机调压是不能解决问题的。 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，即 发电机采用逆调压方式。对于远处负荷电压变动，只能靠其它 调压方式来解决。 对有若干发电厂并列运行的大型电力系统，利用发电机调
8、压， 会出现新的问题。首先，当要提高发电机的电压时，则该发电 机就要多输出无功功率，这就要求进行电压调整的电厂的母线 电压，会引起系统中无功功率的重新分配，这还可能同无功功 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 般只作为一种辅助的调压措施。二、改变变压器变比调压1、降压变压器分接头的选择AV = (PR + QX )/VT T T 1V = (V - AV )K2 1 T式中，K=V /V是变压器的变比，即高压绕组分接头电压V和1T 2N 1T低压绕组额定电压V之比。将k代入上式，得高压侧分接头电压2NV 二(V -AV )/V *V1t1 T 22 N当变压器通过不同得功率
9、时，可以通过计算求出在不同负荷下为 满足低压侧调压要求所应选择的高压侧分接头电压普通的双绕组变压器的分接头只能在停电得情况下改变，在正常 的运行中无论负荷怎样变化只能使用一个固定的分接头。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V = (V-AV)V V1t max1maxt max 2 N 2maxV = (V-AV)V V1t min1mint min 2 N 2min然后求取它们的算术平均值，即V= (V-AV )/21tav1t max1t min根据值可选择一个与它最接近的分接头。然后根据所选取的分接 头校验最大负荷和最小负荷时低压母线电压上的实际电压是否符合 要求 当考
10、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 U x 和 U ， 1ma 1min以及通过变压器的负荷P +jQ ,P +jQ求取变压器的电压损耗厶 max max max maxV , V 。max min2、套用公式计算最大负荷和最小负荷时的分接头选择V -AVV = 1maxmax V厂2max1t maxV2NV-A VV lmin min V lt minV2 N2min3、取其算数平均值lV (V + V )lt 21t max lt min4、选择邻近的接头
11、作为所选择的接头5、套用低压则电压计算公式进行验算V2maxV2minV AV VlmaxT max VV2 NltV AVlminT min VV2 Nlt2、升压变压器分接头的选择v2 Zfr+jft 旳O-HOD |P+jj升压变压器由于升压变压器中功率方向是从低压侧送往高压侧的，故公式中&T 前的符号应相反，即应将电压损耗和高压侧电压相加。因而有V = (V +AV )V *Vlt1T 22 N式中，V为变压器低压侧的实际电压或给定电压；V为高压侧所要2 1 求的电压。3、三绕组变压器分接头的选择 将高低绕组看作双绕组，确定高绕组接头； 将高中绕组看作双绕组，确定中绕组分接头位置.4、
12、有载调压变压器有载调压变压器可以在带负荷的条件下切换分接头而且调节范围也 比较大，一般在15%以上。目前我国暂定，110kV级的调压变压器有7个分接头，即VN3 X2.5%； 220kV级的有9个分接头即V 土4X2.0%。N采用有载调压变压器时，可以根据最大负荷算得的V 值和最小ltmax负荷算得的V 分别选择各自合适的分接头。这样就能缩小次级电ltmin压的变化幅度，甚至改变电压变化的趋势。三、改变网络中无功功率分布调压当电力系统中无功电源不足时，就不能单靠改变变压器变比 调压。而需要在适当地点对所缺无功进行补偿，这样也就改变了电力 网中无功功率的分布。按调压要求选择无功补偿设备容量1、并
13、联无功补偿调压的基本原理PR + Q XV2PR + (Q - Q )XeX22、按调压要选择补偿量的基本原理V = V12PR + QX+ V2V = V12 c丄 PR + (Q - Q ) Xc2cPR + QXPR + (Q - Q ) XV+= V +/2V2 cV22 cPR+QX - PR+QX)V-)22cQ = 2cx(V - V) + (2c2x2c第二项很小VQ 二 Jc (x - V) c x2 c2于是有k2V2c(V2ck2V2cX(V2cV)X选择补偿容量的基本原则：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。有补偿的变压器选择的基本原
14、则：在满足调压的要求下，使补偿容量 最小1）选用并联电容器通常在大负荷时降压变电所电压偏低，小负荷时电压偏高。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无功 功率来使电压降低。为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应 全部投入，在最小负荷时全部退出。 根据调压要求，按最小负荷时没有补偿这样变压器变比V1t(VlminVVmin2N2r 按最大负荷时的调压要求选择补偿容量V2 c maxX(V2c maXV2maxk)k2 校验实际电压是否满足要求 （2）选用同期调相机 调相机的特点是既能过励磁运行，又能欠励磁运行。如果调相机在最 大负荷时按额定容量过励磁运行，在最小负荷按（0.50.65）额定 容量欠励磁运行，那么，调相机的容量将得到最充分的利用。 同步调相机容量选择最大负荷时调相机发出全部容性Q，最小负荷时吸收Q感性无功，cNcN有:2c max .(V2c maxV2 mac )k 2VV_SQ 2cmin (V_ 2miin )k2cX2c mink两式相除:可得P_ V (kVO 2 c min2 c minV2 c max(kV2 c ma
