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1、电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析第四（六）章电力系统无功功率和电压调整第四（六）章电力系统无功功率和电压调整主要内容主要内容: :n了解无功功率平衡的概念及无功功率平衡的基本要求了解无功功率平衡的概念及无功功率平衡的基本要求n理解系统中各无功电源的调节特性理解系统中各无功电源的调节特性n理解中枢点电压管理以及电压调整的基本原理理解中枢点电压管理以及电压调整的基本原理n掌握利用电容器进行补偿调压的原理与方法掌握利用电容器进行补偿调压的原理与方法n掌握变压器分接头进行调压时，分接头的选择计算掌握变压器分接头进行调压时，分接头的选择计算7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系
2、统分析电力系统分析问题问题n1、电压偏移如何影响现代生产和生活？、电压偏移如何影响现代生产和生活？n2、电力系统为何总存在电压偏移？允许电压偏移、电力系统为何总存在电压偏移？允许电压偏移量？量？n3、电力系统的电压水平取决于什么？、电力系统的电压水平取决于什么？n4、控制电压的无功电源主要有哪些？分别有何特、控制电压的无功电源主要有哪些？分别有何特点？点？n5、现代电力大系统的电压是如何管理的？、现代电力大系统的电压是如何管理的？无功平衡无功平衡无功平衡无功平衡7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析第一节第一节 电力系统电压偏移电力系统电压偏移1.1.电压偏移对负荷
3、的影响电压偏移对负荷的影响电动机、电热、照明、家用电器、系统电动机、电热、照明、家用电器、系统一一. .调压的必要性调压的必要性电力设备设计：额定电压下才能有好技术经济性能电力设备设计：额定电压下才能有好技术经济性能异步电动机异步电动机：电压低，定子电流显著增大，温升，：电压低，定子电流显著增大，温升，加速绝缘老化，烧电机；电压高，破坏绝缘。加速绝缘老化，烧电机；电压高，破坏绝缘。电热设备电热设备：电压低，大大降低发热量。：电压低，大大降低发热量。照明设备照明设备：电压低，发光不足；电压高，影响寿命。：电压低，发光不足；电压高，影响寿命。家用电器家用电器（如电视）：电压低，图像不稳定；电压（如
4、电视）：电压低，图像不稳定；电压高，影响显像管寿命。高，影响显像管寿命。电子设备、精密仪器电子设备、精密仪器：对电压都极其敏感，要求更：对电压都极其敏感，要求更高，电压质量已成为现代企业投资环境的重要因素高，电压质量已成为现代企业投资环境的重要因素7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n2.电压偏移对电力系统自身的影响电压偏移对电力系统自身的影响n 电压低：电压低：功率功率损耗损耗、电能损耗增大，危及电力系、电能损耗增大，危及电力系统运行统运行稳定性稳定性n 电压高电压高：破坏设备：破坏设备绝缘绝缘、超高压网络、超高压网络电晕损耗电晕损耗7/20/2024电力系统分
5、析电力系统分析电力系统分析电力系统分析二、电力系统允许的电压偏移二、电力系统允许的电压偏移n负荷随机变化负荷随机变化n系统运行方式经常变化系统运行方式经常变化n不可能严格保证所有节点任何时刻都为额定电压，不可能严格保证所有节点任何时刻都为额定电压，电压偏移不可避免，需合理规定允许的偏移范围。电压偏移不可避免，需合理规定允许的偏移范围。电网额定电压电网额定电压电压允许偏移电压允许偏移35kV及以上及以上5%10kV及以下及以下7%低压照明低压照明+5%-10%农村照明农村照明+7.5%-10%事故时事故时再加再加5%，正偏移不能超过，正偏移不能超过10%电压损耗随机变化电压损耗随机变化电压损耗随
6、机变化电压损耗随机变化7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n如何使电压偏移在合理的范围内？如何使电压偏移在合理的范围内？n首先要解决的问题是：首先要解决的问题是：n 电力系统的电压水平取决于什么？电力系统的电压水平取决于什么？7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析三三. .电压水平的确定电压水平的确定 负荷的无功负荷的无功负荷的无功负荷的无功电压静态特性电压静态特性电压静态特性电压静态特性7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析电压水平的确定电压水平的确定 系统的无功系统的无功系统的无功系统的无功电压静态特性电
7、压静态特性电压静态特性电压静态特性7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析电压水平到底取决于什么电压水平到底取决于什么U UQQ1 111负荷负荷负荷负荷无功无功无功无功负荷无功负荷无功负荷无功负荷无功电压静态特性电压静态特性电压静态特性电压静态特性（曲线族）（曲线族）（曲线族）（曲线族）系统系统系统系统无功无功无功无功系统无功系统无功系统无功系统无功电压静态特性电压静态特性电压静态特性电压静态特性（曲线族）（曲线族）（曲线族）（曲线族）结论：结论：结论：结论：无功平衡水平无功平衡水平无功平衡水平无功平衡水平决定电压水平，实现决定电压水平，实现决定电压水平，实现决定电
8、压水平，实现无功功率在额无功功率在额无功功率在额无功功率在额定电压下的平衡定电压下的平衡定电压下的平衡定电压下的平衡是保证电压质量的基本条件，即要求是保证电压质量的基本条件，即要求是保证电压质量的基本条件，即要求是保证电压质量的基本条件，即要求无无无无功电源充足功电源充足功电源充足功电源充足。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析第二节电力系统中无功功率的平衡第二节电力系统中无功功率的平衡一一. .无功功率负荷和无功功率损耗无功功率负荷和无功功率损耗. .无功负荷：无功负荷： 以滞后功率因数运行的用电设备（主要是异步以滞后功率因数运行的用电设备（主要是异步电动机）所
9、吸收的无功部分。一般综合负荷的功电动机）所吸收的无功部分。一般综合负荷的功率因数为率因数为0.60.9 各种用电设备中，除相对很小的白炽灯照明负荷只消各种用电设备中，除相对很小的白炽灯照明负荷只消耗有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功耗有功功率、为数不多的同步电动机可发出一部分无功功率外，大多数都要消耗无功功率。因此，无论工业或功率外，大多数都要消耗无功功率。因此，无论工业或农业用户都以滞后功率因数运行，其值约为农业用户都以滞后功率因数运行，其值约为0.60.9，其，其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。负荷取用的无功约为其
10、有功的负荷取用的无功约为其有功的0.51.3 。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析无论是电力系统的运行或设计部门，一般都不编制无论是电力系统的运行或设计部门，一般都不编制无功功率负荷曲线而只编制无功功率平衡表或各枢无功功率负荷曲线而只编制无功功率平衡表或各枢纽点电压曲线。而且，这些表格或曲线也只是隔一纽点电压曲线。而且，这些表格或曲线也只是隔一段时间制作一次。对无功功率管理之所以与对有功段时间制作一次。对无功功率管理之所以与对有功功率不同，原因仍在于无功功率与有功功率本身性功率不同，原因仍在于无功功率与有功功率本身性质的不同。质的不同。. . 电力系统中的无功损
11、耗：电力系统中的无功损耗：u（1 1）线路）线路消耗消耗消耗消耗QQL L（感性）（感性）（感性）（感性）提供提供提供提供QQC C（充电（充电（充电（充电 功率）功率）功率）功率）7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力线路上的无功功率损耗电力线路上的无功功率损耗n 电力线路上的无功功率损耗也分两部分，即并联电纳和电力线路上的无功功率损耗也分两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的这种损耗又称串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的这种损耗又称充电功率，与线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗充电功率，与线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的
12、这种损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。中的这种损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。RjXU1.U2.消耗消耗消耗消耗QQL L消耗消耗消耗消耗QQC C7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析u（2）变压器）变压器 消耗消耗消耗消耗QQL L变压器中的无功功率损耗分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗变压器中的无功功率损耗分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流中损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流I I0 0的的百分值，约为百分值，约为1 2；绕组漏抗中损耗。在变压器满载时，；绕组漏抗中损耗。在变压器满载时，
13、基本上等于短路电压基本上等于短路电压Uk的百分值，约为的百分值，约为10。 但对多电压级网但对多电压级网络。变压器中的无功功率损耗就相当可观。以一个五级变压的网络。变压器中的无功功率损耗就相当可观。以一个五级变压的网络为例：络为例：7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析 由此可见，系统中变压器的无功功率损耗占相当大由此可见，系统中变压器的无功功率损耗占相当大比例，较有功功率损耗大得多。比例，较有功功率损耗大得多。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析二二二二. . . .无功功率电源无功功率电源无功功率电源无功功率电源. . . .发电机
14、发电机发电机发电机发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功发电机是目前唯一的有功电源，又是基本的无功电源电源电源电源功率因数一般为功率因数一般为功率因数一般为功率因数一般为0.850.850.850.850.90.90.90.9 ，额定无功约为，额定无功约为，额定无功约为，额定无功约为其有功的其有功的其有功的其有功的0.50.50.50.50.60.60.60.6 发电机在正常运行时，其定子和转子电流都不应发电机在正常运行时，其定子和转子电流都不应发电机在正常运行时，其定子和转子电流都不应发电机在正常运行时，
15、其定子和转子电流都不应超过额定值。在额定状态下，发电机容量得到最超过额定值。在额定状态下，发电机容量得到最超过额定值。在额定状态下，发电机容量得到最超过额定值。在额定状态下，发电机容量得到最充分的利用。充分的利用。充分的利用。充分的利用。发发发发Q Q Q QG G G G的能力与同时发出的能力与同时发出的能力与同时发出的能力与同时发出P P P PG G G G有关有关有关有关, , , ,由发电机的由发电机的由发电机的由发电机的PQPQPQPQ极限极限极限极限曲线决定曲线决定曲线决定曲线决定7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析定子绕组定子绕组定子绕组定子绕组温
16、升约束温升约束温升约束温升约束励磁绕组励磁绕组励磁绕组励磁绕组温升约束温升约束温升约束温升约束原动机功原动机功原动机功原动机功率约束率约束率约束率约束其它约其它约其它约其它约束束束束PQPQ极限曲线极限曲线极限曲线极限曲线7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析. . . .并联电容器并联电容器并联电容器并联电容器uu电容器可按三角形和星形接法并联接在变电所母电容器可按三角形和星形接法并联接在变电所母电容器可按三角形和星形接法并联接在变电所母电容器可按三角形和星形接法并联接在变电所母线上，只能提供无功功率，不能吸收无功功率。线上，只能提供无功功率，不能吸收无功功率。线
17、上，只能提供无功功率，不能吸收无功功率。线上，只能提供无功功率，不能吸收无功功率。uu优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投优点：组合灵活，可分散、集中，可分相补偿；投资少、有功损耗少资少、有功损耗少资少、有功损耗少资少、有功损耗少( ( ( (额定容量的额定容量的额定容量的额定容量的0.30.5%)0.30.5%)0.30.5%)0.30.5%)缺点：电压下降时急剧下降缺点：电压下降时急剧下降缺点：电压下降时急剧下降缺点：电压下降时急剧下降, , , , 不利于电压稳定不利于电压稳定不利于电压稳定不
18、利于电压稳定可将电容器同可控电抗器并联使用（静止补偿器），可将电容器同可控电抗器并联使用（静止补偿器），可将电容器同可控电抗器并联使用（静止补偿器），可将电容器同可控电抗器并联使用（静止补偿器），可按负荷变化调节输出无功功率的大小和方向。国可按负荷变化调节输出无功功率的大小和方向。国可按负荷变化调节输出无功功率的大小和方向。国可按负荷变化调节输出无功功率的大小和方向。国外已广泛使用，我国也开始试用。外已广泛使用，我国也开始试用。外已广泛使用，我国也开始试用。外已广泛使用，我国也开始试用。系统中有备用有功电源时系统中有备用有功电源时系统中有备用有功电源时系统中有备用有功电源时, , , ,可将负
19、荷中心的发电机降低功率可将负荷中心的发电机降低功率可将负荷中心的发电机降低功率可将负荷中心的发电机降低功率因数运行，少发有功、多发无功因数运行，少发有功、多发无功因数运行，少发有功、多发无功因数运行，少发有功、多发无功, , , , 有利于无功的局部平衡，有利于无功的局部平衡，有利于无功的局部平衡，有利于无功的局部平衡，提高系统电压水平。提高系统电压水平。提高系统电压水平。提高系统电压水平。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析u3.同步调相机同步调相机同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发同步调相机是特殊状态下的同步电
20、机可视为不发同步调相机是特殊状态下的同步电机可视为不发P P P PG G G G的同步电机或不带的同步电机或不带的同步电机或不带的同步电机或不带P P P PD D D D的同步电机的同步电机的同步电机的同步电机 7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析过激运行时发出过激运行时发出过激运行时发出过激运行时发出QQC C（无功电源（无功电源（无功电源（无功电源) )欠激运行时吸收欠激运行时吸收欠激运行时吸收欠激运行时吸收QQC C（无功负荷）（无功负荷）（无功负荷）（无功负荷）G调相机实质上是只能发无功功率的发电机。它在过激运行调相机实质上是只能发无功功率的发电机。它
21、在过激运行调相机实质上是只能发无功功率的发电机。它在过激运行调相机实质上是只能发无功功率的发电机。它在过激运行时向系统供应感性无功功率，欠激运行时从系统吸取感性时向系统供应感性无功功率，欠激运行时从系统吸取感性时向系统供应感性无功功率，欠激运行时从系统吸取感性时向系统供应感性无功功率，欠激运行时从系统吸取感性无功功率。欠激运行时的容量约为过激运行时容量的无功功率。欠激运行时的容量约为过激运行时容量的无功功率。欠激运行时的容量约为过激运行时容量的无功功率。欠激运行时的容量约为过激运行时容量的50%50%。这些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限。这些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限。
22、这些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限。这些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限。优点：调节平滑、系统故障时也能调、可作无功优点：调节平滑、系统故障时也能调、可作无功优点：调节平滑、系统故障时也能调、可作无功优点：调节平滑、系统故障时也能调、可作无功负荷。负荷。负荷。负荷。缺点：缺点：缺点：缺点： 损耗大损耗大损耗大损耗大( ( ( (额定容量的额定容量的额定容量的额定容量的1.55%)1.55%)1.55%)1.55%)，投资大、，投资大、，投资大、，投资大、维护量大。维护量大。维护量大。维护量大。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析4.4.静止补偿器
23、静止补偿器uu 静止无功补偿器静止无功补偿器 优点优点优点优点: : : : 调节能力强，反应速调节能力强，反应速调节能力强，反应速调节能力强，反应速度快，特性平滑度快，特性平滑度快，特性平滑度快，特性平滑, , , , 可分相补偿可分相补偿可分相补偿可分相补偿, , , , 维护简单维护简单维护简单维护简单, , , , 损耗小。损耗小。损耗小。损耗小。缺点缺点缺点缺点: : : : 最大补偿量正比于电最大补偿量正比于电最大补偿量正比于电最大补偿量正比于电压平方压平方压平方压平方, , , , 电压低时补偿量小；电压低时补偿量小；电压低时补偿量小；电压低时补偿量小；谐波对电力系统产生污染。谐
24、波对电力系统产生污染。谐波对电力系统产生污染。谐波对电力系统产生污染。5.5.并联电抗器（消耗无功）并联电抗器（消耗无功）对高压远距离输电线路而言，它有提高输送能力，对高压远距离输电线路而言，它有提高输送能力，对高压远距离输电线路而言，它有提高输送能力，对高压远距离输电线路而言，它有提高输送能力，降低过电压等作用降低过电压等作用降低过电压等作用降低过电压等作用7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析三三. .无功功率的平衡无功功率的平衡规划设计：规划设计： 运行中：运行中： 电源电源电源电源负荷负荷负荷负荷损耗损耗损耗损耗备用备用备用备用设备设备设备设备7/20/20
25、24电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析无无无无 功功功功 补补补补 偿偿偿偿 ：设设设设 置置置置 除除除除 发发发发 电电电电 机机机机 以以以以 外外外外 的的的的 无无无无 功功功功 电电电电 源源源源 以以以以 满满满满 足足足足 系统电压要求系统电压要求系统电压要求系统电压要求uu原因：原因：原因：原因：实际的负荷功率因数低（实际的负荷功率因数低（实际的负荷功率因数低（实际的负荷功率因数低（. . . .左右），而发电机的左右），而发电机的左右），而发电机的左右），而发电机的高（高（高（高（. . . . . . .）网损中无功损耗有功损耗网损中无功损耗有功损耗网损中无
26、功损耗有功损耗网损中无功损耗有功损耗无功功率不能远距离输送无功功率不能远距离输送无功功率不能远距离输送无功功率不能远距离输送 uu所以：所以：所以：所以：就地进行补偿，另装无功电源就地进行补偿，另装无功电源就地进行补偿，另装无功电源就地进行补偿，另装无功电源 uu无功平衡要求：无功平衡要求：无功平衡要求：无功平衡要求：全系统平衡全系统平衡全系统平衡全系统平衡( ( ( (运行、规划设计运行、规划设计运行、规划设计运行、规划设计) ) ) )局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。局部地区基本平衡、避免无功远距离输送。7/
27、20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析现代电力系统的电压是如何管理和控制的？现代电力系统的电压是如何管理和控制的？n n负荷节点：现代大型电力系统中符合负荷节点：现代大型电力系统中符合负荷节点：现代大型电力系统中符合负荷节点：现代大型电力系统中符合节节节节点数多且分散点数多且分散点数多且分散点数多且分散，不可能对所有负荷节点，不可能对所有负荷节点，不可能对所有负荷节点，不可能对所有负荷节点的电压进行监视和控制。的电压进行监视和控制。的电压进行监视和控制。的电压进行监视和控制。我们该怎我们该怎我们该怎我们该怎么办？么办？么办？么办？7/20/2024电力系统分析电力系统分
28、析电力系统分析电力系统分析一一. .中枢点电压管理中枢点电压管理电压中枢点电压中枢点电压中枢点电压中枢点就是那些就是那些就是那些就是那些反映系统电压水平反映系统电压水平反映系统电压水平反映系统电压水平的主要发电厂的主要发电厂的主要发电厂的主要发电厂的高压母线、枢纽变电所低压母线或有大量地方负荷的的高压母线、枢纽变电所低压母线或有大量地方负荷的的高压母线、枢纽变电所低压母线或有大量地方负荷的的高压母线、枢纽变电所低压母线或有大量地方负荷的发电机母线。发电机母线。发电机母线。发电机母线。第二节第二节 电力系统的电压管理电力系统的电压管理中枢点中枢点中枢点中枢点: : : : 大型发电厂的高压母线、
29、大型变电所的二次大型发电厂的高压母线、大型变电所的二次大型发电厂的高压母线、大型变电所的二次大型发电厂的高压母线、大型变电所的二次母线、有大量地方负荷的发电厂母线、城市直降变电母线、有大量地方负荷的发电厂母线、城市直降变电母线、有大量地方负荷的发电厂母线、城市直降变电母线、有大量地方负荷的发电厂母线、城市直降变电所二次母线所二次母线所二次母线所二次母线7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析1、中枢点的电压偏移、中枢点的电压偏移中枢点电压和所代表的负荷电压的关系？中枢点电压和所代表的负荷电压的关系？中枢点电压和所代表的负荷电压的关系？中枢点电压和所代表的负荷电压的关系
30、？根据负荷对电压的要求，任何时刻应满足根据负荷对电压的要求，任何时刻应满足根据负荷对电压的要求，任何时刻应满足根据负荷对电压的要求，任何时刻应满足 ：认为：只要控制好中枢点电压，其它母线的电压就能认为：只要控制好中枢点电压，其它母线的电压就能认为：只要控制好中枢点电压，其它母线的电压就能认为：只要控制好中枢点电压，其它母线的电压就能满足要求。问题是：满足要求。问题是：满足要求。问题是：满足要求。问题是：中枢点是否能真正具有代表性？中枢点是否能真正具有代表性？中枢点是否能真正具有代表性？中枢点是否能真正具有代表性？7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析S SA AS
31、SB BU UOAOAU UOBOB7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析U UO O（A A）U UO O（B B）7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析需综合考虑需综合考虑需综合考虑需综合考虑AA、BB对电压中枢点对电压中枢点对电压中枢点对电压中枢点OO点的要求。要点的要求。要点的要求。要点的要求。要同时满足两个同时满足两个同时满足两个同时满足两个负荷对电压质负荷对电压质负荷对电压质负荷对电压质量的要求，中量的要求，中量的要求，中量的要求，中枢点电压的允枢点电压的允枢点
32、电压的允枢点电压的允许变动范围减许变动范围减许变动范围减许变动范围减小。小。小。小。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析在实际电力系统中，由同一中枢在实际电力系统中，由同一中枢在实际电力系统中，由同一中枢在实际电力系统中，由同一中枢点供电的负荷可能很多，且中枢点点供电的负荷可能很多，且中枢点点供电的负荷可能很多，且中枢点点供电的负荷可能很多，且中枢点到负荷处线路上的电压损耗的大小到负荷处线路上的电压损耗的大小到负荷处线路上的电压损耗的大小到负荷处线路上的电压损耗的大小和变化规律的差别可能很大，完全和变化规律的差别可能很大，完全和变化规律的差别可能很大，完全和变化规
33、律的差别可能很大，完全可能出现在某些时段内，中枢点电可能出现在某些时段内，中枢点电可能出现在某些时段内，中枢点电可能出现在某些时段内，中枢点电压取任何值均不能满足要求，这时压取任何值均不能满足要求，这时压取任何值均不能满足要求，这时压取任何值均不能满足要求，这时须采取其他措施（如在负荷处进行须采取其他措施（如在负荷处进行须采取其他措施（如在负荷处进行须采取其他措施（如在负荷处进行无功补偿，改变变压器变比等）。无功补偿，改变变压器变比等）。无功补偿，改变变压器变比等）。无功补偿，改变变压器变比等）。 因为很多负荷都由这些中枢点供电因为很多负荷都由这些中枢点供电因为很多负荷都由这些中枢点供电因为很
34、多负荷都由这些中枢点供电, , , ,并且中枢点至各负荷点并且中枢点至各负荷点并且中枢点至各负荷点并且中枢点至各负荷点在最大最小负荷时电压损耗之差不能大于负荷点允许上下限在最大最小负荷时电压损耗之差不能大于负荷点允许上下限在最大最小负荷时电压损耗之差不能大于负荷点允许上下限在最大最小负荷时电压损耗之差不能大于负荷点允许上下限电压之差电压之差电压之差电压之差, , , ,所以所以所以所以如能控制住这些点的电压偏移如能控制住这些点的电压偏移如能控制住这些点的电压偏移如能控制住这些点的电压偏移就能就能就能就能控制系统控制系统控制系统控制系统中大部分负荷的电压偏移中大部分负荷的电压偏移中大部分负荷的电
35、压偏移中大部分负荷的电压偏移. . . .7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析问题问题n n1.1.1.1.中枢点电压的控制方式有哪些？中枢点电压的控制方式有哪些？中枢点电压的控制方式有哪些？中枢点电压的控制方式有哪些？n n2.2.2.2.电力系统电压控制主要措施有哪些？电力系统电压控制主要措施有哪些？电力系统电压控制主要措施有哪些？电力系统电压控制主要措施有哪些？n n3.3.3.3.如何利用发电机进行电压控制？如何利用发电机进行电压控制？如何利用发电机进行电压控制？如何利用发电机进行电压控制？n n4.4.4.4.如何利用变压器变比进行电压控制？如何利用变压
36、器变比进行电压控制？如何利用变压器变比进行电压控制？如何利用变压器变比进行电压控制？n n5.5.5.5.如何利用电容器进行电压控制？如何利用电容器进行电压控制？如何利用电容器进行电压控制？如何利用电容器进行电压控制？n n6.6.6.6.如何利用调相机进行电压控制？如何利用调相机进行电压控制？如何利用调相机进行电压控制？如何利用调相机进行电压控制？7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析2、中枢点电压的调压（控制）方式（原则）、中枢点电压的调压（控制）方式（原则）逆调压（难）逆调压（难）逆调压（难）逆调压（难）：对于供电线路较长，各负荷的变化规律大：对于供电线路较长
37、，各负荷的变化规律大：对于供电线路较长，各负荷的变化规律大：对于供电线路较长，各负荷的变化规律大致相同，且负荷波动较大的网络，考虑在致相同，且负荷波动较大的网络，考虑在致相同，且负荷波动较大的网络，考虑在致相同，且负荷波动较大的网络，考虑在最大负荷最大负荷最大负荷最大负荷时线路上时线路上时线路上时线路上的电压损耗增加，这时适当的电压损耗增加，这时适当的电压损耗增加，这时适当的电压损耗增加，这时适当提高中枢点电压提高中枢点电压提高中枢点电压提高中枢点电压，比，比，比，比线路线路线路线路U U U UN N N N高高高高5 5 5 5（即（即（即（即1.05U1.05U1.05U1.05UN N
38、 N N）以补偿增大的电压损耗；以补偿增大的电压损耗；以补偿增大的电压损耗；以补偿增大的电压损耗；最小负荷最小负荷最小负荷最小负荷时线路上时线路上时线路上时线路上电压损耗减小，电压损耗减小，电压损耗减小，电压损耗减小，降低中枢点电压为降低中枢点电压为降低中枢点电压为降低中枢点电压为U U U UN N N N。顺调压（易）顺调压（易）顺调压（易）顺调压（易）：负荷变动小，供电线路不长，在允许电压偏：负荷变动小，供电线路不长，在允许电压偏：负荷变动小，供电线路不长，在允许电压偏：负荷变动小，供电线路不长，在允许电压偏移范围内某个值或较小的范围内，移范围内某个值或较小的范围内，移范围内某个值或较小
39、的范围内，移范围内某个值或较小的范围内，最大负荷最大负荷最大负荷最大负荷时电压可以时电压可以时电压可以时电压可以低低低低一一一一些，但些，但些，但些，但1.025U1.025U1.025U1.025UN N N N，最，最，最，最小负荷小负荷小负荷小负荷时电压可以时电压可以时电压可以时电压可以高高高高一些，但一些，但一些，但一些，但1.075U1.075U1.075U1.075UN N N N。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析常调压常调压常调压常调压（恒调压恒调压恒调压恒调压）：负荷变动小，供电线路电压损耗）：负荷变动小，供电线路电压损耗）：负荷变动小，供电线
40、路电压损耗）：负荷变动小，供电线路电压损耗也较小的网络，无论最大或最小负荷时，只要中枢点电也较小的网络，无论最大或最小负荷时，只要中枢点电也较小的网络，无论最大或最小负荷时，只要中枢点电也较小的网络，无论最大或最小负荷时，只要中枢点电压维持在允许电压偏移范围内压维持在允许电压偏移范围内压维持在允许电压偏移范围内压维持在允许电压偏移范围内某个值某个值某个值某个值或较小的范围内或较小的范围内或较小的范围内或较小的范围内（如（如（如（如1.025U1.025U1.025U1.025UN N N N1.05U1.05U1.05U1.05UN N N N），），），），就可保证各负荷点的电压质量。就可保
41、证各负荷点的电压质量。就可保证各负荷点的电压质量。就可保证各负荷点的电压质量。这种这种这种这种在任何负荷情况下，中枢点电压保持基本不变的调在任何负荷情况下，中枢点电压保持基本不变的调在任何负荷情况下，中枢点电压保持基本不变的调在任何负荷情况下，中枢点电压保持基本不变的调压方式压方式压方式压方式。（3）调整电压的基本原理）调整电压的基本原理1:k1k2 : 1LUGUbP+jQ1:k1k2 : 1LUGUbR+jXP+jQ7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析使使U Ub b变化的措施：变化的措施：1 1 1 1调整调整调整调整U U U UG G G G；2 2 2
42、 2 调整变比调整变比调整变比调整变比K K K K1 1 1 1、K K K K2 2 2 2； 3 3 3 3 改变功率分布改变功率分布改变功率分布改变功率分布( ( ( (以以以以Q Q Q Q为主为主为主为主) ) ) )； 4 4 4 4改变网络参数改变网络参数改变网络参数改变网络参数R+jXR+jXR+jXR+jX( ( ( (以以以以X X X X为主为主为主为主););););怎怎么么实实现现？要求对负荷点要求对负荷点b的电压进行调整的电压进行调整可能有几种可能有几种可能有几种可能有几种控制措施？控制措施？控制措施？控制措施？7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分
43、析电力系统分析一、一、 借改变发电机端电压调整借改变发电机端电压调整通过自动励磁调节装置通过自动励磁调节装置IfEqUG，不需另增不需另增设备，简便可行且经济。设备，简便可行且经济。由发电机不经升压直接供电的地方负荷，实行逆由发电机不经升压直接供电的地方负荷，实行逆调压。调压。第三节第三节 电力系统的几种调压措施电力系统的几种调压措施7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析G+5%-5%-9%+1%-5%-4%-5.6%+4.4%+2%7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析u两个问题两个问题: :对于较长线路、多电压对于较长线路、多电压级输
44、电级输电, ,此时仅靠调节发电此时仅靠调节发电机不能满足要求机不能满足要求多机系统中多机系统中, ,与无功备用、与无功备用、无功的经济分配有矛盾。无功的经济分配有矛盾。 适用于小系统、线路适用于小系统、线路不长不长；易于实现逆调压易于实现逆调压此调压仅作辅助措施此调压仅作辅助措施结论：结论：结论：结论：发电机经多级变压向负荷供电时，仅借发电机调压往往发电机经多级变压向负荷供电时，仅借发电机调压往往发电机经多级变压向负荷供电时，仅借发电机调压往往发电机经多级变压向负荷供电时，仅借发电机调压往往不能满足负荷对电压质量的要求不能满足负荷对电压质量的要求不能满足负荷对电压质量的要求不能满足负荷对电压质
45、量的要求( ( ( (I I I If f f fIIIIfNfNfNfN），这时需借助其他措），这时需借助其他措），这时需借助其他措），这时需借助其他措施。施。施。施。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析二、二、 借改变变压器变比调压借改变变压器变比调压双绕组变压器的高压绕组和三绕组的高、中压绕组有若干分接双绕组变压器的高压绕组和三绕组的高、中压绕组有若干分接头可供选择，如有头可供选择，如有UN5、 UN22.5 或或UN42 。其中对。其中对应于应于UN的分接头常称主接头或主抽头。的分接头常称主接头或主抽头。合理选择变压器的分接头也可调压。合理选择变压器的分接
46、头也可调压。分接头通常设在高压或中分接头通常设在高压或中分接头通常设在高压或中分接头通常设在高压或中/ / / /高压绕组侧，如：高压绕组侧，如：高压绕组侧，如：高压绕组侧，如：11022.5%/10.5kV11022.5%/10.5kV11022.5%/10.5kV11022.5%/10.5kV，主接头？分接头几个？变比，主接头？分接头几个？变比，主接头？分接头几个？变比，主接头？分接头几个？变比分别是多少？分别是多少？分别是多少？分别是多少？ 110110（1+2.5%/10.5kV1+2.5%/10.5kV7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析G如何选择分接头
47、？如何选择分接头？7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析1.对于双绕组降压变压器对于双绕组降压变压器i(1)(1)(1)(1)分接头电压的计算及选择分接头电压的计算及选择分接头电压的计算及选择分接头电压的计算及选择UI ZT P+jQ UtI/Uti Ui7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析普通变压器在运行中不能倒换接头，只有停运时才能调整，普通变压器在运行中不能倒换接头，只有停运时才能调整，因此，必须在投运前选择好合适的接头以满足各种负荷要因此，必须在投运前选择好合适的接头以满足各种负荷要求。求。为使最大、最小负荷两种情况下变电所低压
48、母线实际电压为使最大、最小负荷两种情况下变电所低压母线实际电压偏离要求的偏离要求的Uimax，Uimin大体相等，分接头电压应取大体相等，分接头电压应取UtImax，UtImin的平均值。的平均值。根据根据UtI选择一最接近的分接头，再按选定的分接头校验选择一最接近的分接头，再按选定的分接头校验低压母线上的实际电压能否满足要求。低压母线上的实际电压能否满足要求。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析(2)(2)(2)(2)分接头电压的校验分接头电压的校验分接头电压的校验分接头电压的校验误差应小于半个分接头电压误差应小于半个分接头电压。如不合格如不合格, , 一是改变
49、一是改变U UtItI；二是采用两个分接头；二是采用两个分接头带负荷调分接头带负荷调分接头( (一般用于逆调压一般用于逆调压) ) 7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析2. 对于双绕组升压变压器对于双绕组升压变压器g(1)(1)(1)(1)分接头电压的计算及选择分接头电压的计算及选择分接头电压的计算及选择分接头电压的计算及选择7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析(2)(2)(2)(2)分接头电压的校验分接头电压的校验分接头电压的校验分接头电压的校验7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析对于三绕组变压器对于三
50、绕组变压器三绕组变压器除高压绕组有抽头外，一般中压绕组也具三绕组变压器除高压绕组有抽头外，一般中压绕组也具三绕组变压器除高压绕组有抽头外，一般中压绕组也具三绕组变压器除高压绕组有抽头外，一般中压绕组也具有抽头可供选择。对高、中压绕组都具有抽头的三绕组有抽头可供选择。对高、中压绕组都具有抽头的三绕组有抽头可供选择。对高、中压绕组都具有抽头的三绕组有抽头可供选择。对高、中压绕组都具有抽头的三绕组变压器，各绕组接头电压的确定仍按上述双绕组变压器变压器，各绕组接头电压的确定仍按上述双绕组变压器变压器，各绕组接头电压的确定仍按上述双绕组变压器变压器，各绕组接头电压的确定仍按上述双绕组变压器的方法分两步进
51、行。的方法分两步进行。的方法分两步进行。的方法分两步进行。首先。根据低压母线的调压要求在首先。根据低压母线的调压要求在首先。根据低压母线的调压要求在首先。根据低压母线的调压要求在高高高高低压绕组低压绕组低压绕组低压绕组之间之间之间之间进行计算，进行计算，进行计算，进行计算，选取高压绕组的接头选取高压绕组的接头选取高压绕组的接头选取高压绕组的接头电压即变比电压即变比电压即变比电压即变比U U U UtHtHtHtH/U/U/U/UNLNLNLNL；然后根据中压的调压要求及选取的高压绕组接头电压然后根据中压的调压要求及选取的高压绕组接头电压然后根据中压的调压要求及选取的高压绕组接头电压然后根据中压
52、的调压要求及选取的高压绕组接头电压U U U UtHtHtHtH，在在在在高高高高中压绕组中压绕组中压绕组中压绕组之间进行计算，之间进行计算，之间进行计算，之间进行计算，选取中压绕组的接头选取中压绕组的接头选取中压绕组的接头选取中压绕组的接头电压电压电压电压U U U UtMtMtMtM。确定的变比即为确定的变比即为确定的变比即为确定的变比即为U U U UtHtHtHtH/U/U/U/UtMtMtMtM/U/U/U/UtLtLtLtL。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析有载调压变压器有载调压变压器n如果选定的分如果选定的分接头不能兼顾接头不能兼顾不同负荷水平，
53、不同负荷水平，则需要有载调则需要有载调压变压器（工压变压器（工作原理，在不作原理，在不同负荷下，可同负荷下，可不停电选不同不停电选不同分接头，而且分接头，而且调节范围比较调节范围比较大，一般在大，一般在15%）在切换过程在切换过程在切换过程在切换过程中限制两个中限制两个中限制两个中限制两个分接头间的分接头间的分接头间的分接头间的短路电流短路电流短路电流短路电流7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析加压调压变压器加压调压变压器n依电源变、串联变的不同接法，功能有所不同，可依电源变、串联变的不同接法，功能有所不同，可具有复数变比，有：纵向调压、横向调压、混合型具有复数变
54、比，有：纵向调压、横向调压、混合型调压调压3中加压调压变压器中加压调压变压器7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析例：发电厂装有两台容量为例：发电厂装有两台容量为例：发电厂装有两台容量为例：发电厂装有两台容量为31.5MVA31.5MVA、额定变比为、额定变比为、额定变比为、额定变比为121/10.5kV121/10.5kV的的的的变压器。由变压器输出的最大负荷为变压器。
55、由变压器输出的最大负荷为变压器。由变压器输出的最大负荷为变压器。由变压器输出的最大负荷为50+j40MVA50+j40MVA、最小负荷为、最小负荷为、最小负荷为、最小负荷为25+j15MVA 25+j15MVA 。要求高压母线电压。要求高压母线电压。要求高压母线电压。要求高压母线电压U UHH维持维持维持维持116kV116kV恒定不变，且发恒定不变，且发恒定不变，且发恒定不变，且发电机母线须实行逆调压电机母线须实行逆调压电机母线须实行逆调压电机母线须实行逆调压(U(Umaxmax为为为为1.05U1.05UN N，及，及，及，及U Uminmin为为为为1.0U1.0UN N) )以满足地以
56、满足地以满足地以满足地方负荷电压的要求。并联运行变压器归算至高压侧的等值阻抗方负荷电压的要求。并联运行变压器归算至高压侧的等值阻抗方负荷电压的要求。并联运行变压器归算至高压侧的等值阻抗方负荷电压的要求。并联运行变压器归算至高压侧的等值阻抗为为为为1.47+j24.41.47+j24.4。试确定变压器的变比。试确定变压器的变比。试确定变压器的变比。试确定变压器的变比。解：变压器的电压损耗（忽略电压降落横分量）解：变压器的电压损耗（忽略电压降落横分量）最大负荷时：最大负荷时：最小负荷时：最小负荷时：根据发电机母线逆调压要求，该母线期望电压根据发电机母线逆调压要求，该母线期望电压Udmax=1.05
57、UN=1.0510=10.5kV， U dmin=1.0UN=1.010=10kV7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析选取最接近的标准接头电压选取最接近的标准接头电压121(1+2.5%)=124.02kV校验：校验：对网络额定电压的偏移：对网络额定电压的偏移：7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析对网络额定电压的偏移：对网络额定电压的偏移：因接头电压之间的距离为因接头电压之间的距离为2.5，计算电压偏移和要求的电，计算电压偏移和要求的电压偏移相差不超过压偏移相差不超过1.25是允许的。从计算结果看出，所是允许的。从计算结果看出，所确定
58、的变比确定的变比124.02/10.5满足要求。满足要求。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析强调：不要死记公式，中学物、数解题的基本思路即可，记住了当然更好，做作业的时候直接套用书上的公式，而是从头直接去推导所需要的公式，从基本概念出发，如高中的数学我们都只记基本的定理和推理，从来不记太多的具体结论。 7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析三三三三. . 改变网络中无功功率分布调压（借补偿设备调压）改变网络中无功功率分布调压（借补偿设备调压）改变网络中无功功率分布调压（借补偿设备调压）改变网络中无功功率分布调压（借补偿设备调压）n当无
59、功电源不足时，就不能单靠改变变压器的变比当无功电源不足时，就不能单靠改变变压器的变比来调压。来调压。n无功功率的产生基本上不消耗能源，但是无功功率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压损耗。沿电力网传送却要引起有功功率损耗和电压损耗。n合理的配置无功功率补偿容量，以改变电力网的无合理的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耗和电功潮流分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善用户处的电压质量压损耗，从而改善用户处的电压质量各种补偿设备的调压方式各种补偿设备的调压方式7/20/2024电力系统分析电力系
60、统分析电力系统分析电力系统分析补偿设备容量的计算补偿设备容量的计算补偿设备容量的计算补偿设备容量的计算G1:kikj : 1ij简化简化简化简化简化简化简化简化7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析补偿设备容量的计算补偿设备容量的计算实践中进行简化实践中进行简化最小补偿设备容量的确定最小补偿设备容量的确定按调压要求，在确定这按调压要求，在确定这些补偿设备容量时，须些补偿设备容量时，须先确定变压器变比。先确定变压器变比。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n选择补偿容量的基本原则：在满足各种运行方式下选择补偿容量的基本原则：在满足各种运行
61、方式下的调压要求下，与其它调压方式配合，使补偿容量的调压要求下，与其它调压方式配合，使补偿容量最小。最小。n （1）补偿设备为静电电容器）补偿设备为静电电容器n通常在大负荷时降压变电所电压偏低，小负荷时电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，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。应全部投入，在最小负荷时全部退出。7/20/202
62、4电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析l并联电容器并联电容器确定其容量分二步：确定其容量分二步：一步：在一步：在Smin时，全部切除，确定变压器分接头；时，全部切除，确定变压器分接头；根据根据UtJmin选择一最接近的分接头选择一最接近的分接头UtJ二步：在二步：在Smax时，全部投入，确定电容器容量。时，全部投入，确定电容器容量。 最后： 校验实际电压是否满足要求7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n（2）补偿设备为同步调相机）补偿设备为同步调相机n调相机的特点是既能过励磁运行，又能欠励磁运行。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
63、在最大负荷时按额定容量过励磁运行，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（在最小负荷按（0.50.65）额定容量欠励磁运行，）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。那么，调相机的容量将得到最充分的利用。n变压器变比的选择应兼顾这两种情况变压器变比的选择应兼顾这两种情况7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析l调相机调相机在在Smax时，过激运行，发无功，确定时，过激运行，发无功，确定QCN；在在Smin时，欠激运行，吸无功，确定时，欠激运行，吸无功，确定QLN=(0.50.6) QCN 。在在Smax时，满发时，满发QCN：在在S
64、min时，吸时，吸QLN=(0.50.6) QCN ：做无功电源！做无功电源！做无功电源！做无功电源！为无功负荷！为无功负荷！为无功负荷！为无功负荷！7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析总结总结利用无功功率补偿调压利用无功功率补偿调压n（1）电压损耗）电压损耗V（PRQX）/V 中包含两个分量：中包含两个分量：一个是有功负荷及电阻产生的一个是有功负荷及电阻产生的PR/V分量；另一个是无分量；另一个是无功负荷及电抗产生的功负荷及电抗产生的QX/V分量。利用无功补偿调压的分量。利用无功补偿调压的效果与网络性质及符合情况有关效果与网络性质及符合情况有关n（2）在低压电网
65、中，）在低压电网中， V中有功功率引起的中有功功率引起的PR/V分量分量所占的比重大；在高压电网中，所占的比重大；在高压电网中， V中无功功率引起的中无功功率引起的QX/V分量所占比重大。在这种情况下，减少输送无功分量所占比重大。在这种情况下，减少输送无功功率可以产生比较显著的调压效果。反之，对截面不大功率可以产生比较显著的调压效果。反之，对截面不大的架空线路和所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。的架空线路和所有电缆线路，用这种方法调压就不合适。求出求出k k，规格化，然后求，规格化，然后求Q QCNCN ，再规格化后校验，再规格化后校验。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分
66、析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n（4）改变线路电抗参数（串联电容器）改变线路电抗参数（串联电容器）在线路上串联接入静电电容器，利用电容器的容抗在线路上串联接入静电电容器，利用电容器的容抗补偿线路的感抗，使电压损耗中补偿线路的感抗，使电压损耗中QX/VQX/V分量减小，从分量减小，从而可提高线路末端电压而可提高线路末端电压适用范围适用范围: :用于电压
67、波动频繁、功率因数低的场合用于电压波动频繁、功率因数低的场合 u说明说明: : (1) ) 在考虑各种调压措施时，要兼顾经济性等要求。在考虑各种调压措施时，要兼顾经济性等要求。在高压线路中，串补还是提高稳定性的措施之一。在高压线路中，串补还是提高稳定性的措施之一。 (2) (2) 在离需要调整电压的中枢点附近的调压设备的在离需要调整电压的中枢点附近的调压设备的调节效应好。一般分散调节，在此基础上集中控制。调节效应好。一般分散调节，在此基础上集中控制。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n未串联电容器时的电压损耗未串联电容器时的电压损耗n串联电容器后串联电容器后-j
68、X-jXC C补偿度补偿度补偿度补偿度7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n为减少同样大小的电压损耗，需设置的串联电容器容量仅为并联电容器容量的1725%n串联电容器具有负值的电压降落，起直接抵偿电力线路电压降落的作用；而并联电容器借减少电力线路上流通的无功功率减少线路电压降落。串联电容器适用于电压波动频繁的场合，并联电容器则不适用。n 串补带来的特殊问题：串补的过电压保护，继电保护的复杂化，投入有饱和铁芯设备的次谐波振荡，异步电动机的自励磁等问题。n 运用，110kV以下电压等级，长度特别大，或有冲击负荷的架空线路上7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力
69、系统分析电力系统分析例题例题例题例题: :简单系统接线如下图所示简单系统接线如下图所示简单系统接线如下图所示简单系统接线如下图所示. .降压变电所低压侧降压变电所低压侧降压变电所低压侧降压变电所低压侧母线要求常调压母线要求常调压母线要求常调压母线要求常调压, ,保持保持保持保持10.5kv.10.5kv.试确定下列无功补偿试确定下列无功补偿试确定下列无功补偿试确定下列无功补偿设备时的设备容量：设备时的设备容量：设备时的设备容量：设备时的设备容量：( () )补偿设备采用电容器补偿设备采用电容器补偿设备采用电容器补偿设备采用电容器;(2);(2)补偿设备采用调相机补偿设备采用调相机补偿设备采用调
70、相机补偿设备采用调相机解法解法解法解法7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析 解解:设置补偿前设置补偿前,最大负荷时变电所低压侧归算至高最大负荷时变电所低压侧归算至高压侧的电压为压侧的电压为最小负荷时为最小负荷时为7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n1 补偿设备采用电容器时n按常调压要求确定最小负荷时补偿设备全部退出运行条件下应选用的分接头电压:n选用 110+2.5即112.75kv的分节头，按最大负荷时的调压要求确定7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析验算电压偏移:最大负荷时补偿设备全部投入低压母线实
71、际电压为最小负荷时补偿设备全部退出最小负荷时补偿设备全部退出,已知已知 可得低压侧实际电压为可得低压侧实际电压为最大负荷时电压偏移为最大负荷时电压偏移为7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析最小负荷时电压偏移为可见选择的电容器容量能满足常调压的要求2 补偿设备采用调相机时首先确定应选用的变比解得k=9.91，从而选用主接头110kv，按最大负荷时调压要求确定QC7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析选用容量为7.5MVA的调相机.验算电压偏移:最大负荷时调相机过激满载运行,输出7.5Mvar感性无功功率7/20/2024电力系统分析电力系
72、统分析电力系统分析电力系统分析低压侧实际电压为最小负荷时,调相机欠激满载运行,吸取3.75Mvar感性无功功率低压母线实际电压为7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析最大负荷时的电压偏移为最小负荷时电压偏移为可见选用的调相机容量是恰当的.最小负荷时适当减小吸取的无功功率就可使低压母线电压达到 10.5kv .换言之,选用的调相机容量还有一定的裕度.返回返回7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n阻抗为阻抗为R+jX=13.5+j12（）的）的35kV电力线路，电力线路，输送功率输送功率4MW，功率因数，功率因数0.7，装设串联电容器前，装
73、设串联电容器前线路末端电压为线路末端电压为30.4kV，要求借串联电容器将其提，要求借串联电容器将其提高为高为32kV。试求。试求（1）串联电容器组的容量；）串联电容器组的容量；（2）为达到同样的调压要求所需设置的并联电容）为达到同样的调压要求所需设置的并联电容器容量，并比较两种补偿方案的功率损耗。器容量，并比较两种补偿方案的功率损耗。7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析第四节第四节 电力线路导线截面的选择电力线路导线截面的选择n一、按经济电流密度选择导线一、按经济电流密度选择导线n经济电流密度的概念（电能损耗、线路投资）经济电流密度的概念（电能损耗、线路投资）n
74、1、电力网年运行费（为维护电力网正常运行每年、电力网年运行费（为维护电力网正常运行每年所付出的费用，以及网络中电能损失的折价）所付出的费用，以及网络中电能损失的折价）n（1）设备折旧费）设备折旧费Md1n（2）设备的小修费和维护管理费）设备的小修费和维护管理费Md2n（3）电能损耗费（网损费）电能损耗费（网损费MR 和电晕损耗费和电晕损耗费MA）n2、经济电流密度、经济电流密度Jjn与与max也即也即Tmax有关（见表有关（见表6-3）7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n3、按经济电流密度选择导线截面、按经济电流密度选择导线截面n二、按机械强度的要求选择导线最小
75、容许截面二、按机械强度的要求选择导线最小容许截面n见表见表6-4n三、按导线的长期发热条件选择三、按导线的长期发热条件选择n见表见表6-5n四、按电晕临界电压选择四、按电晕临界电压选择n见表见表6-6n五、按容许电压损耗选择导线截面五、按容许电压损耗选择导线截面7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n电压损耗分成两个部分电压损耗分成两个部分n假定沿线导线截面相同，假定沿线导线截面相同，且型号相同且型号相同P P1 1+jQ+jQ1 1P P2 2+jQ+jQ2 2P Pn n+jQ+jQn nr r1 1+jx+jx1 1r r2 2+jx+jx2 2r rn n+
76、jx+jxn np p1 1+jq+jq1 1p p2 2+jq+jq2 2p pn n+jq+jqn np pn-1n-1+jq+jqn-1n-1R R1 1+jX+jX1 1R R2 2+jX+jX2 2R Rn n+jX+jXn nR Rn-1n-1+jX+jXn-1n-17/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析n六、选择导线截面基本方法的应用六、选择导线截面基本方法的应用n1. 工厂电力网工厂电力网n输电距离短，电压损耗不严重。持续容许电流（电输电距离短，电压损耗不严重。持续容许电流（电缆）或经济电流密度（导线）缆）或经济电流密度（导线）n2. 中、低压配电网
77、：年最大负荷利用小时数小中、低压配电网：年最大负荷利用小时数小n电力线路长：容许的电压损耗电力线路长：容许的电压损耗n电力线路段：持续容许电流电力线路段：持续容许电流n3. 农村电网：电力线路较长，容许的电压损耗农村电网：电力线路较长，容许的电压损耗n4. 区域电力网：输送距离远，输送功率大，年最大区域电力网：输送距离远，输送功率大，年最大负荷利用小时数大负荷利用小时数大7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析小结小结小结小结 1、基本概念： Q与V的关键、无功消耗元件及其特性，功发出元件及及 其特性、无功功率平衡、中枢点、中枢点调压方式。(逆 ，顺，恒) 并补的适用场合。 串补的适用场合。 7/20/2024电力系统分析电力系统分析电力系统分析电力系统分析 2、基本计算： 中枢点电压选择。 无功功率平衡计算 变压器抽头选择 并联电容补偿容量与变压器抽头的联合选择。 串补偿量选择。 7/20/2024
