1、廣西大學廣西大學電氣工程學院電氣工程學院第六章第六章 電力系統的電力系統的無功功率和電壓調整無功功率和電壓調整廣西大學廣西大學電氣工程學院電氣工程學院第六章 電力系統的無功功率和電壓調整GXU1. 1. 無功功率的最優分配無功功率的最優分配2. 2. 電力系統的最優調整電力系統的最優調整本章的主要內容本章的主要內容GXU一、無功功率負荷與無功功率損耗一、無功功率負荷與無功功率損耗無功功率負荷無功功率負荷n未經補償的綜合負荷的自然功率因數為未經補償的綜合負荷的自然功率因數為0.60.9，以滯，以滯后功率因數運行，低值對應與異步電動機比例較高的后功率因數運行，低值對應與異步電動機比例較高的負荷，高

2、值對應于采用大容量同步電動機的場合。負荷，高值對應于采用大容量同步電動機的場合。1.負荷的無功功率的峰值與有功功率的不一定同時出現，負荷的無功功率的峰值與有功功率的不一定同時出現，其峰值出現在工業負荷最大的時刻，一般在白天。其峰值出現在工業負荷最大的時刻，一般在白天。第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡GXU無功功率負荷無功功率負荷異步電動機在無功負荷中占的比重很大。系統異步電動機在無功負荷中占的比重很大。系統無功負荷的電壓特性主要由異步電動機決定。無功負荷的電壓特性主要由異步電動機決定。異步電動機的無功功率：異步電動機的無功功率：具有正的調節效應具有正的調節效應:

3、: dQ / dU 0200)(NmNPPQQQQQDU負荷的無功特性負荷的無功特性GXU第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡負荷功率因數的規定負荷功率因數的規定 v 高壓供電的工業用戶和高壓供電裝有帶負荷調整高壓供電的工業用戶和高壓供電裝有帶負荷調整電壓裝置的電力用戶功率因數電壓裝置的電力用戶功率因數0.9；v 其他其他100kVA及以上電力用戶和大、中型電力排及以上電力用戶和大、中型電力排灌站，功率因數為灌站，功率因數為0.85以上；以上； 躉售和農業用電，功率因數為躉售和農業用電，功率因數為0.80以上以上。 GXU第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統

4、中無功功率的平衡電網功率因數的規定電網功率因數的規定 v 500500（330330）kVkV線路的充電功率應基本予以補償；線路的充電功率應基本予以補償；v 220kV220kV變壓器二次的功率因數變壓器二次的功率因數0.950.95；110kV110kV35kV35kV變壓器二次的功率因數變壓器二次的功率因數0.90.9。GXU第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡2. 2. 變壓器中的無功功率損耗變壓器中的無功功率損耗l勵磁支路的功率損耗：其百分值基本上等于空載勵磁支路的功率損耗：其百分值基本上等于空載電流電流 I0 的百分值，約為的百分值，約為1%-2% 。l繞組

5、漏抗中的功率損耗：在變壓器滿載時，基本繞組漏抗中的功率損耗：在變壓器滿載時，基本上等于短路電壓上等于短路電壓Uk的百分值，約為的百分值，約為10%。 20%100100kTNNIUSQSSGXU第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡3. 3. 線路上的無功功率損耗線路上的無功功率損耗l并聯電納的無功功率損耗（充電功率），與線路并聯電納的無功功率損耗（充電功率），與線路電壓的平方成正比，為容性；電壓的平方成正比，為容性；l串聯電抗的無功功率，與負荷電流的平方成正比，串聯電抗的無功功率，與負荷電流的平方成正比，為感性；為感性；l輸送的有功功率（輸送的有功功率（ ）自然功率。

6、）自然功率。 22221112212LBPQUUQQXBUGXU二、無功功率電源二、無功功率電源發電機發電機基本的無功功率電源，可以通過調節發電機的勵磁電流來改變發電機發出的無功功率，增加勵磁電流，可以增加無功功率的輸出；反之，減少無功功率輸出。第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡PQABCD0P Q 極限圖GXU電容器電容器并聯于變電所運行，發出的無功為并聯于變電所運行，發出的無功為具有正調節效應（具有正調節效應（dQ / dU 0 ）特點：特點：1）特性不理想，不能連續調節；）特性不理想，不能連續調節； 2）運行維護簡單，有功損耗小，成本低，裝設靈活）運行維護簡單

7、，有功損耗小，成本低，裝設靈活 方便。方便。 第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡CUXUQCCGXU調相機調相機實質上是只能發無功功率的發電機。實質上是只能發無功功率的發電機。運行方式：運行方式： 1）過勵磁：發出無功）過勵磁：發出無功 2）欠勵磁：吸收無功）欠勵磁：吸收無功欠勵磁容量欠勵磁容量 50過勵磁容量過勵磁容量特點：特點：1）能連續調節，調節范圍寬；）能連續調節，調節范圍寬；2）運行維護較復雜，有功損耗較大，成本較高；）運行維護較復雜，有功損耗較大，成本較高；3）適用于大容量地裝設于樞紐變電所。）適用于大容量地裝設于樞紐變電所。第一節第一節 電力系統中無功

8、功率的平衡電力系統中無功功率的平衡GXU靜止補償器和靜止調相機靜止補償器和靜止調相機靜止補償器和靜止調相機：分別與電容器和調靜止補償器和靜止調相機：分別與電容器和調相機相對應而又同屬相機相對應而又同屬“靈活交流輸電系統靈活交流輸電系統”范范疇的兩種無功功率電源。疇的兩種無功功率電源。 特點：特點： 1）能快速平滑地調節無功，運行維護簡單，損耗較小，）能快速平滑地調節無功，運行維護簡單，損耗較小，能分相補償；能分相補償；2）會產生高次諧波。）會產生高次諧波。第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡GXU并聯電抗器并聯電抗器就感性無功功率而言，并聯電抗器顯然不是電就感性無功功

9、率而言，并聯電抗器顯然不是電源而是負荷，但在某些電力系統中的確裝有這源而是負荷，但在某些電力系統中的確裝有這種設備，用以吸取輕載或空載線路過剩的感性種設備，用以吸取輕載或空載線路過剩的感性無功功率。而對高壓遠距離輸電線路而言，它無功功率。而對高壓遠距離輸電線路而言，它還有提高輸送能力，降低過電壓等作用。還有提高輸送能力，降低過電壓等作用。 第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡GXU主要無功電源設備的比較主要無功電源設備的比較性能性能電容器電容器調相機調相機靜止補償器靜止補償器TCRTCR型型TSCTSC型型SRSR型型調節范圍調節范圍超前超前超前超前/ /滯后滯后超前

10、超前/ /滯后滯后超前超前超前超前/ /滯后滯后控制方式控制方式不連續不連續連續連續連續連續不連續不連續連續連續調節靈活性調節靈活性差差好好很好很好好好差差啟動速度啟動速度中等中等慢慢很好很好快快快快反應速度反應速度快快慢慢快快快快快快調節精度調節精度差差好好很好很好差差好好產生高次諧波產生高次諧波無無少少多多無無少少電壓調節效應電壓調節效應負負正正正（一定范圍內）正（一定范圍內）負負正（一定范圍內）正（一定范圍內）承受過電壓能力承受過電壓能力無無好好中等中等無無好好有功功率損耗有功功率損耗0.3%0.3%0.5%0.5%1.5%1.5%3.0%3.0%1%1%0.3%0.3%0.5%0.5%

11、1%1%單位容量投資單位容量投資低低高高中等中等中等中等中等中等維護檢修維護檢修方便方便不方便不方便方便方便方便方便不常維修不常維修其他其他過負荷能力較強；過負荷能力較強；增大系統短路電流增大系統短路電流過負荷能力強；噪過負荷能力強；噪聲大聲大GXU第一節第一節 電力系統中無功功率的平衡電力系統中無功功率的平衡三、無功功率的平衡三、無功功率的平衡要求：要求：無功電源要充足無功電源要充足無功電源的配置要合理無功電源的配置要合理1.1. 采用一定的調節措施便可實現采用一定的調節措施便可實現電壓調整的目標電壓調整的目標0QQQLGCQUNUUQQLGCNQGCQ無功功率平衡和系統無功功率平衡和系統

12、電壓水平的關系電壓水平的關系GXU無功配置原則無功配置原則v 電力系統的無功電源與無功負荷，在高峰或低谷電力系統的無功電源與無功負荷，在高峰或低谷時都應采用分（電壓）層和分（供電）區基本平時都應采用分（電壓）層和分（供電）區基本平衡的原則進行配置和運行，并應具有靈活的無功衡的原則進行配置和運行，并應具有靈活的無功調節能力與檢修備用調節能力與檢修備用 。v 為了控制電壓在允許的范圍內，必須保證有充足為了控制電壓在允許的范圍內，必須保證有充足的無功電源，在全網平衡的基礎上，留有備用的的無功電源，在全網平衡的基礎上，留有備用的容量。電力系統的無功容量是有功容量的容量。電力系統的無功容量是有功容量的1

13、.51.51.71.7倍。倍。 GXU第二節第二節 電力系統中無功功率的最優分布電力系統中無功功率的最優分布無功功率的最優分布包括兩方面的內容：無功功率的最優分布包括兩方面的內容：無功功率電源的最優分布無功功率電源的最優分布無功功率負荷的最優補償無功功率負荷的最優補償GXU第二節第二節 電力系統中無功功率的最優分布電力系統中無功功率的最優分布一、無功功率電源的最優分布一、無功功率電源的最優分布v 目標函數目標函數v 約束條件約束條件maxminmaxmin110iiiGiGiGiniLimiGiUUUQQQQQQ)(),(21GiGnGGQPQQQPGXU無功功率電源最優分布的求解無功功率電源

14、最優分布的求解v 拉格朗日函數拉格朗日函數v 極值條件極值條件0), 2 , 1(0111*QQQCniQQQPQCniLimiGiGiGiGiQQQQPCniLimiGiGi11*)(等網損微增率準則無功功率平衡GXU第二節第二節 電力系統中無功功率的最優分布電力系統中無功功率的最優分布二、無功功率負荷的最優補償二、無功功率負荷的最優補償v 所謂無功功率負荷補償是指最優補償容量的確定、所謂無功功率負荷補償是指最優補償容量的確定、最優補償設備的分布和最優補償順序的選擇等問最優補償設備的分布和最優補償順序的選擇等問題。題。v 即解決無功補償設備投入及運行成本與裝設補償即解決無功補償設備投入及運行

15、成本與裝設補償設備后所節約的能源損耗費用二者之間的經濟效設備后所節約的能源損耗費用二者之間的經濟效益的最優化問題。益的最優化問題。GXU第三節第三節 電力系統的電壓調整電力系統的電壓調整一、調整電壓的必要性一、調整電壓的必要性v 所有的用電設備都是按運行在額定電壓時效率為最高設所有的用電設備都是按運行在額定電壓時效率為最高設計的，偏離額定電壓必然導致效率下降，經濟性變差；計的，偏離額定電壓必然導致效率下降，經濟性變差；v 電壓降低將使發電機定子電流增大，引起定子繞組過熱電壓降低將使發電機定子電流增大，引起定子繞組過熱損壞；損壞；v 由于系統無功短缺，電壓水平低下，某些樞紐變電所母由于系統無功短

16、缺，電壓水平低下，某些樞紐變電所母線電壓在微小擾動下頃刻間大幅下降，引起電壓崩潰，線電壓在微小擾動下頃刻間大幅下降，引起電壓崩潰，這是嚴重導致系統瓦解的災難性事故。這是嚴重導致系統瓦解的災難性事故。GXU調壓的目標調壓的目標電壓偏移電壓偏移：指線路始端或末端電壓與線路額定電：指線路始端或末端電壓與線路額定電壓的數值差。壓的數值差。v 35kV及以上：及以上：-10%10%v 10kV及以下：及以下：-7%7%v 電力系統調壓的目的是保證系統中各負荷點的電壓在允電力系統調壓的目的是保證系統中各負荷點的電壓在允許的偏移范圍內。許的偏移范圍內。？用什么來調壓，怎么調壓？用什么來調壓，怎么調壓GXU無

17、功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系v 一個是控制變量，一個是狀態變量。一個是控制變量，一個是狀態變量。v 節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用。用。v 無功功率對電壓水平有決定性影響。無功功率對電壓水平有決定性影響。n電力系統當中，各種用電設備吸收的無功功率與所加電力系統當中，各種用電設備吸收的無功功率與所加電壓有關。電壓有關。n當系統出現無功功率缺額，系統所接的各負荷的電壓當系統出現無功功率缺額，系統所接的各負荷的電壓將下降，減少其向系統吸收的無功功率，才能獲得無將下降，減少其向系統吸收的無功功率，才能獲得無功功率的平衡。功功率的平衡。v

18、 電壓的控制也就是無功控制。電壓的控制也就是無功控制。GXU無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用節點電壓有效值的大小對無功功率分布起決定作用jjjiUQRPXjUQXPRUUcossinijiijjQXPXUUjUjUUUcossin ijijjUUUUPQUXX R+jX Ui Uj P+jQ 超高壓線路ijjUUQUXGXU無功功率與電壓的關系無功功率與電壓的關系無功功率對節點電壓有效值起決定性影響無功功率對節點電壓有效值起決定性影響jjjiUQRPXjUQXPRUU R+jX Ui Uj P+jQ 超高壓線路ijjPRQXUUUijjQXU

19、UUGXU第三節第三節 電力系統的電壓調整電力系統的電壓調整二、電壓波動和電壓管理二、電壓波動和電壓管理v 電壓波動由沖擊性或間歇性負荷引起；電壓波動由沖擊性或間歇性負荷引起；v 習慣上所謂的電壓調整僅針對周期長、波及面大，主要習慣上所謂的電壓調整僅針對周期長、波及面大，主要由生產、生活和氣象變化引起的負荷和電壓變動。由生產、生活和氣象變化引起的負荷和電壓變動。GXU電壓調整電壓調整中樞點電壓管理（電壓控制的策略）中樞點電壓管理（電壓控制的策略）v 電壓中樞點：指某些可反映系統電壓水平的主要發電廠電壓中樞點：指某些可反映系統電壓水平的主要發電廠或樞紐變電所的母線。或樞紐變電所的母線。 v 系統

20、電壓的監視和調整可以通過監視、調整電壓中樞點系統電壓的監視和調整可以通過監視、調整電壓中樞點的電壓而實現。的電壓而實現。 v 因很多負荷都由這些中樞點供電，如能控制住這些點的因很多負荷都由這些中樞點供電，如能控制住這些點的電壓偏移，也就控制住了系統中大部分負荷的電壓偏移。電壓偏移，也就控制住了系統中大部分負荷的電壓偏移。 GXU中樞點電壓調整中樞點電壓調整v 中樞點電壓調整：尋求滿足中樞點周圍各點負荷電壓質中樞點電壓調整：尋求滿足中樞點周圍各點負荷電壓質量的公共部分。量的公共部分。v 中樞點電壓調整的確定：根據各負荷的日負荷曲線和對中樞點電壓調整的確定：根據各負荷的日負荷曲線和對電壓質量的要求

21、，進行一系列潮流計算及電壓控制方式電壓質量的要求，進行一系列潮流計算及電壓控制方式等分析研究，才能最后確定這些中樞點的允許電壓偏移等分析研究，才能最后確定這些中樞點的允許電壓偏移上下限曲線。上下限曲線。GXU中樞點的調壓方式中樞點的調壓方式v 逆調壓逆調壓 n高峰負荷，升高中樞高峰負荷，升高中樞點電壓點電壓5%， 為為1.05UNn低谷負荷，中樞點電壓為額定值，低谷負荷，中樞點電壓為額定值， 為為UN n適用于由該中樞點供電線路較長、負荷變化適用于由該中樞點供電線路較長、負荷變化范圍較大等場合。范圍較大等場合。 GXU中樞點的調壓方式中樞點的調壓方式v 順調壓順調壓 n高峰負荷，中樞點電壓高峰

22、負荷，中樞點電壓不低于不低于1.025UN或某或某值；值；n低谷負荷，中樞點電壓不高于低谷負荷，中樞點電壓不高于1.075UN或或某某值；值；n適用于用戶對電壓要求不高或線路較短、適用于用戶對電壓要求不高或線路較短、負荷變化不大等場合。負荷變化不大等場合。GXU中樞點的調壓方式中樞點的調壓方式v 常調壓常調壓 n高峰、低谷負荷，要求在任何負荷時中樞點高峰、低谷負荷，要求在任何負荷時中樞點電壓基本保持不變且電壓基本保持不變且略大于略大于UN，例如，例如1.025UN或或1.021.05UN間的某一值。間的某一值。GXU電壓調整的基本原理電壓調整的基本原理1122GGbbPRQXU kU kUUU

23、kkGT1T2UbLUG1:k1k2:1R + jXP + jQ簡單電力系統的電壓調整簡單電力系統的電壓調整GXU電壓調整的基本原理電壓調整的基本原理v 調節勵磁電流以改變發電機端電壓調節勵磁電流以改變發電機端電壓v 適當選擇變壓器的變比適當選擇變壓器的變比v 改變線路參數改變線路參數v 無功功率補償無功功率補償 GXU電壓調整的措施發電機電壓調整的措施發電機v 應用發電機調節電壓（應用發電機調節電壓（輔助性輔助性）v發電機端電壓有由發電機端電壓有由自動勵磁調節裝置自動勵磁調節裝置控制，可根據運行控制，可根據運行情況調節勵磁電流來改變端電壓；情況調節勵磁電流來改變端電壓；v發電機端電壓的調節受

24、發電機發電機端電壓的調節受發電機無功功率極限無功功率極限的限制，當的限制，當發電機輸出的無功功率達到其上限或下限時，發電機就發電機輸出的無功功率達到其上限或下限時，發電機就不能繼續進行調壓；不能繼續進行調壓；v由發電機直接供電的由發電機直接供電的小系統小系統，有可能只依靠發電機調壓，有可能只依靠發電機調壓滿足各用戶的電壓要求。對于大系統，尤其是線路很長滿足各用戶的電壓要求。對于大系統，尤其是線路很長且多級電壓的電力網，單靠發電機調壓就無法滿足系統且多級電壓的電力網，單靠發電機調壓就無法滿足系統中各點的電壓要求，必須與其他調壓方法相配合。中各點的電壓要求，必須與其他調壓方法相配合。GXU電壓調整

25、的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比v 改變變壓器變比調壓改變變壓器變比調壓變壓器分為兩種：變壓器分為兩種：n普通變壓器普通變壓器：分接頭開關無消弧能力，只能在停電：分接頭開關無消弧能力，只能在停電時切換，必須事先選擇一個合適的分接頭；時切換，必須事先選擇一個合適的分接頭；n有載調壓變壓器有載調壓變壓器：n具有調壓繞組的有載調壓變壓器：能夠帶負載調節分接頭，可隨時根據需要調節變壓器分接頭以滿足調壓要求；n帶附加調壓器的加壓調壓變壓器。GXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比變壓器變比的調節范圍變壓器變比的調節范圍v普通變壓器普通變壓器n宜選22.5%n10kV配變為5%；v有

26、載調壓變壓器有載調壓變壓器n63kV及以上宜選81.251.5%n35kV宜選32.5%GXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比（1 1）降壓變壓器分接頭的選擇）降壓變壓器分接頭的選擇1()/TTTUPRQXU1122TtNUUUUU21 / () TUUUk12/ tNkUU降壓變壓器分接頭計算降壓變壓器分接頭計算RT+jXTU1k : 1P + jQUGXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比v 最大負荷時高壓繞組分接頭電壓為：最大負荷時高壓繞組分接頭電壓為：v 最小負荷時高壓繞組分接頭電壓為：最小負荷時高壓繞組分接頭電壓為：v 普通變壓器最大、最小負荷下只能選用

27、同一個分普通變壓器最大、最小負荷下只能選用同一個分接頭：接頭：1 max1maxmax22max/ttNUUUUU1 min1minmin22min/ttNUUUUU11 max1 min/2tavttUUUGXU例題降壓變壓器分接頭的選擇例題降壓變壓器分接頭的選擇【例例】降壓變壓器如圖所示，最大負荷時高壓側降壓變壓器如圖所示，最大負荷時高壓側電壓為電壓為 110kV110kV，最小負荷時為，最小負荷時為 115kV115kV。要求低壓。要求低壓母線上電壓不超過母線上電壓不超過 6 66.6kV 6.6kV 的范圍，試選擇分的范圍，試選擇分接頭。接頭。 ZT=2.44+j40U131.5MVA

28、11022.5%/6.6kVU2MVA6j10MVA14j28minmaxSSGXU例題降壓變壓器分接頭的選擇例題降壓變壓器分接頭的選擇解：由分接頭范圍22.5%可知為一普通變壓器1）首先求一次側的功率 2）根據一次側的電壓和功率求電壓損耗(MVA)44966j02741040j4421106106j10(MVA)239717j19762840j442110142814j28222minmin2min1222maxmax2max1.SSS.SSS)kV(4561. 2/)kV(8945. 6/min1min1min1minmax1max1max1maxUXQRPUUXQRPUGXU例題降壓變壓

29、器分接頭的選擇例題降壓變壓器分接頭的選擇3）計算分接頭電壓，取最大負荷時的 U2max=6.0 kV，最小負荷時的 U2min=6.6 kV則選最接近的分接頭為 110+2.5%110=112.75（kV） )kV(5439.1126 . 66 . 64561. 2115)()kV(4161.11366 . 68945. 6110min22minmin1min1max22max1max1UUUUUUUUUUNtNmaXt)kV(98.1122/min1max11tttUUUGXU例題降壓變壓器分接頭的選擇例題降壓變壓器分接頭的選擇4）校驗實際電壓 符合低壓母線的要求 66.6 kV )kV(5

30、879. 675. 2116 . 64561. 2115)kV(0354. 675.1126 . 68945. 6110min2max2UUGXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比（2 2）升壓變壓器分接頭的選擇）升壓變壓器分接頭的選擇1()/TTTUPRQXU1122TtNUUUUU21 / () TUUUk12/ tNkUU升壓變壓器分接頭計算升壓變壓器分接頭計算RT+jXTU21: kP + jQUGXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比v 最大負荷時高壓繞組分接頭電壓為：最大負荷時高壓繞組分接頭電壓為：v 最小負荷時高壓繞組分接頭電壓為：最小負荷時高壓繞組分

31、接頭電壓為：v 普通變壓器最大、最小負荷下只能選用同一個分普通變壓器最大、最小負荷下只能選用同一個分接頭：接頭：1 max1maxmax22max/ttNUUUUU1 min1minmin22min/ttNUUUUU11 max1 min/2tavttUUUGXU例題升壓變壓器分接頭的選擇例題升壓變壓器分接頭的選擇【例例】一升壓變壓器和發電機直接相連一升壓變壓器和發電機直接相連，S SN N=31.5MVA=31.5MVA，變比為，變比為 6.3/1216.3/1212 22.5% kV2.5% kV，歸算至高壓側的阻抗為歸算至高壓側的阻抗為 Z ZT T = 3+j48 = 3+j48，已知

32、最已知最大負荷大負荷 時高壓母線的電壓為時高壓母線的電壓為 U U2max2max=120kV=120kV，最小負荷，最小負荷 時高壓母線電壓為時高壓母線電壓為U U1min1min=114kV=114kV。發電機電壓的。發電機電壓的調節范圍為調節范圍為6 66.6kV6.6kV，試選擇變壓器分接頭。，試選擇變壓器分接頭。 MVA18j25maxSMVA10j14minSGXU例題升壓變壓器分接頭的選擇例題升壓變壓器分接頭的選擇解：1）計算變壓器損耗 2）計算分接頭電壓，取則)kV(8250. 712048183251maxUQXPRU)kV(5789. 41144810314minU)kV(

33、6)kV(6 . 61 . 12min22max2NNU，UUU)kV(5079.124/)kV(0148.1226 . 6/3 . 68250. 7120/min22minmin1min1max22maxmax1max1UUUUUUUUUUNtNGXU例題升壓變壓器分接頭的選擇例題升壓變壓器分接頭的選擇從而 選最接近的分接頭為 121+2.5%121=124.0250（kV） 3）校驗 符合要求)kV(2613.1232/min1max11tttUUUkV0 . 6)kV(0234. 6/kV6 . 6)kV(4630. 6/12minmin1min212maxmax1max2tNtNUUU

34、UUUUUUUGXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比（3 3）三繞組變壓器）三繞組變壓器v 分接頭選定：分接頭選定：n高壓繞組分接頭高壓繞組分接頭n中壓繞組分接頭中壓繞組分接頭v 步驟：步驟：n根據電壓母線的要求選定高壓繞組分接頭根據電壓母線的要求選定高壓繞組分接頭n由選定高壓繞組分接頭和中壓母線的要求選定中壓由選定高壓繞組分接頭和中壓母線的要求選定中壓繞組分接頭繞組分接頭GXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇【例例】三繞組變壓器的額定電壓為三繞組變壓器的額定電壓為110/38.5/6.6kV，高壓繞組和中壓繞組設有分接頭高壓繞組和中壓繞組設有分接頭22

35、.5%。中壓母。中壓母線和低壓母線的最大負荷示于下圖等值電路中，最線和低壓母線的最大負荷示于下圖等值電路中，最小負荷為最大負荷的一半。已知高壓母線最大和最小負荷為最大負荷的一半。已知高壓母線最大和最小負荷時的電壓分別為小負荷時的電壓分別為112kV和和115kV。要求最大和。要求最大和最小負荷時中壓、低壓母線的允許電壓偏差為最小負荷時中壓、低壓母線的允許電壓偏差為07.5%。GXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇2.94+j654.42j1.514.42+j37.70ISIISIIISMVA8 . 4j4 . 6maxIIISMVA8 . 4j4 . 6maxIIS等值

36、電路等值電路GXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇解：解：1 1）計算功率分布，有）計算功率分布，有 (MVA)87494j41166(MVA)79149j846812(MVA)44992j20583(MVA)99944j2346(MVA)39802j20583(MVA)79204j42346minminminmaxmaxmaxminminminmaxmaxmaxminminminmaxmaxmax.SSS.SSS.SSS.SSS.SSS.SSSGXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇2）計算電壓分布)MVA(1950. 5j4273. 6)MVA

37、(1930.11j9102.1265j94. 21107914. 98468.127914. 9j8468.12minminmin222maxmaxmaxSSSSSS)kV(8994.111)kV(1652.105112/651930.1194. 29102.12112minminmin0maxmaxmax0UUUUUUGXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇3）首先確定高壓繞組的分接頭，取最大負荷和最小負荷時低壓母線要求的電壓分別為 6kV 和 61.075=6.45（kV），則 )kV(9474.110)kV(1030.103)kV(8051.111)kV(9640.

38、104minmin0minmaxmax0maxminmin0minmaxmax0maxUUUUUUUUUUUU)kV(5276.11345. 6/6 . 69474.110)kV(4133.1136/6 . 61030.103min1max1ttUUkVUUUttt4704.1132/GXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇規格化后取 110+2.5%分接頭，即 U1t=1101.025=112.7（kV） 校驗高壓側電壓： U1max=103.10306.6/112.75=6.0353（kV） U1min=110.94746.6/112.75=6.4945（kV） 符合

39、要求 GXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇4）根據中壓母線的要求確定中壓繞組分接頭 中壓母線要求的電壓為最大負荷時35 kV，最小負荷時351.075=37.625（kV） U2t=（U2t max+ U2t min）/2 = 37.7696（kV）因此，規格化后取38.5 2.5 %分接頭，即U2t = 38.5（1 2.5%）= 37.5375（kV）。 )kV(9430.378051.111/625.3775.112)kV(5962.379640.104/3575.112mint2maxt2UUGXU例題三繞組變壓器分接頭的選擇例題三繞組變壓器分接頭的選擇校驗中

40、壓側的電壓 U2max = 104.964037.5375/112.75 = 34.9453（kV） U2min = 111.805137.5375/112.75 = 37.2229（kV） 可見最大負荷時略低于要求的35kV。如需完全滿足要求，需采用有載調壓變壓器根據不同負荷情況選擇不同的分接頭。 GXU電壓調整的措施變壓器變比電壓調整的措施變壓器變比（4 4）加壓調壓變壓器）加壓調壓變壓器v 組成：由電源變壓器和串聯變壓器組成組成：由電源變壓器和串聯變壓器組成v 改變電壓幅值稱為縱向調壓變壓器改變電壓幅值稱為縱向調壓變壓器v 改變電壓相角稱為橫向調壓變壓器改變電壓相角稱為橫向調壓變壓器12

41、主變壓器主變壓器串聯變壓器串聯變壓器電源變壓器電源變壓器GXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償v 并聯補償調壓并聯補償調壓v 合理配置無功功率補償設備的目的：合理配置無功功率補償設備的目的：n改變電力網的無功潮流分布改變電力網的無功潮流分布n減少網絡中有功功率損耗和電壓損耗減少網絡中有功功率損耗和電壓損耗n改善用戶處的電壓質量改善用戶處的電壓質量v 應用無功功率補償設備調節電壓的主要方式：應用無功功率補償設備調節電壓的主要方式：n靜電電容器靜電電容器n同步調相機同步調相機n靜止補償器靜止補償器GXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償補償容量的計算補償容量的計算122PRQ

42、XUUU122cccPRQQXUUU2222cccPRQQXPRQXUUUUUi保持不變- jQCk : 11U2SCU2Z=R+jXCU2k : 11U2S2UZ=R+jX2U補償前補償前補償后補償后GXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償補償容量的計算補償容量的計算簡化22222ccccUPRQXPRQXQUUXUU222cccUQUUX2222222ccccckUk UUQkUUkUXXk22/cckUUGXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償（1 1）選用電容器）選用電容器v 變壓器的分接頭應按最小負荷時電容器全部退出變壓器的分接頭應按最小負荷時電容器全部退出運行的

43、條件考慮。運行的條件考慮。v 選定選定 后，將其代入，再按最大負荷時的調后，將其代入，再按最大負荷時的調壓要求確定應設置的電容器容量。壓要求確定應設置的電容器容量。v 可充分利用電容器的容量，使在滿足調壓要求前可充分利用電容器的容量，使在滿足調壓要求前提下，使用的電容器最少。提下，使用的電容器最少。mintJU22 max2max2 maxcCcUUQUkXk22min2minNtUUUU12tNUkUGXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償（2 2）選用調相機）選用調相機v 設調相機欠激運行時的容量為過激運行時的容量設調相機欠激運行時的容量為過激運行時的容量的二分之一；的二分之一；

44、v 在最大負荷時按過激容量運行；在最大負荷時按過激容量運行；v 在最小負荷時按欠激容量運行；在最小負荷時按欠激容量運行；v 求出變比后選擇分接頭，按最大負荷時的調壓要求出變比后選擇分接頭，按最大負荷時的調壓要求就可確定應選用的調相機容量。求就可確定應選用的調相機容量。GXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償（2 2）選用調相機）選用調相機22 max2max2 maxcccUUQUkXk22 min2min2 min12cccUUQUkXk2 max2 min2min2 min2 max2max2ccccUkUUUkUU GXU電壓調整的措施并聯補償電壓調整的措施并聯補償并聯無功補償

45、的計算步驟并聯無功補償的計算步驟1 1）根據已知條件計算功率和電壓分布；）根據已知條件計算功率和電壓分布；2 2）在最小負荷情況下確定變壓器抽頭）在最小負荷情況下確定變壓器抽頭k；3 3）在最大負荷情況下確定所需的無功補償容量；）在最大負荷情況下確定所需的無功補償容量；4 4）電壓校驗。）電壓校驗。GXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償【例】 發電機維持端電壓 UG=10.5kV 不變，T1變比 k1已選定，現用戶要求實現恒調壓，使U2 = 10.5kV。 L- jQCGU2S.5MVA7 j10MVA15j20min2max2SST1T2GD10.5/121kVk2 : 1GU2S2U10+

46、j120- jQCGXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償解：（1）求功率分布)MVA(0499. 9j1291.10)MVA(1983.21j5165.20)MVA(5499. 1 j1291. 0)MVA(1983. 6j5165. 0minmin2minmaxmax2max22min2min22max2maxSSSSSSUZSSUZSSGGNNGXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償（2）求電壓分布kV1878.111kV2813.981211201983.21105165.201211215 .10/1215 .10minminmin2maxmaxmax2GGGGGGGGGUXQRPUUU

47、XQRPUUkVUGXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償（3）確定T2的變比（采用電容器進行補償）選最接近的分接頭為110+22.5%，其對應的變比為110（1+22.5%）/11=10.5 （4）求電容器的補償容量 取QC=11Mvar 5893.105 .10/1878.111/min2min22UUkMvar9962.101202813.985 .105 .105 .105 .10max2max22max22XUUkUkQCCCGXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償（5）電壓校驗最大負荷時，有最小負荷時，有kV5962.105 .10/2603.111/k2603.11112112012

48、56. 8103483.20121MVA1256. 8j3483.20MVA1256. 4j3438. 0110111520120j102max2max2max2max2max222maxkUUVUSSSSGkV5983.105 .10/1878.111/2min2min2kUU基本符合要求基本符合要求GXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償（6）確定T2的變比（采用同步調相機進行補償）設 = 0.65， 有規格化，取最近的分接頭為110+2.5%，其變比為1101.025/11=10.25。1051.102max22min2max2max2min2min22CCCCUUUUUUGXU例題并聯無

49、功補償例題并聯無功補償 （7）求同步調相機的補償容量 查手冊選TT-66-11型同步調相機，容量為QN = 6Mvar。Mvar3747. 81202813.985 .1025.105 .1025.10max2max22min22XUUkUkQCCCGXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償 （8）校驗電壓 最大負荷時 最小負荷時kV308.1025.10/6578.105/kV6578.1051211207702.13103975.20121MVA7702.13j3975.20MVA7702. 4j3975. 011061520120j102max2max2max2max222maxkUUUSS

50、CCCGkV7764.105 .10/4581.110/kV4581.1101211207806. 9101900.10121MVA7806. 9j1900.10MVA2806j1900. 0110665. 05 . 710120j102min2min2min2min222minkUUUSSCCCGGXU例題并聯無功補償例題并聯無功補償 （9）若選擇同步調相機的容量為15MVar 最大負荷時 最小負荷時kV257.1125.10/3857.115/kV3857.1151211209669. 3103306.20121MVA9669. 3j3306.20MVA9669. 3j3306. 0110

51、151520120j102max2max2max2max222maxkUUUSSCCCGkV4408. 95 .10/1287.99/kV1287.991211201.19282103286.10121MVA1.19282j3286.10MVA9428. 3j3286. 01101565. 05 . 710120j102min2min2min2min222minkUUUSSCCCGGXU電壓調整的措施串聯補償電壓調整的措施串聯補償v 串聯補償調壓串聯補償調壓v 線路串聯電容補償調壓線路串聯電容補償調壓：在主電路中以減少線路：在主電路中以減少線路電抗，從而提高線路末端電壓為目的。電抗，從而提高線

52、路末端電壓為目的。211PRQXUUU1U1S2UR+jX1U1S2UR+jXjXCGXU電壓調整的措施串聯補償電壓調整的措施串聯補償1PRQXUU1CCPRQ XXUU1CCQXUUU補償1CCQUUUXQCXKX補償度補償度GXU電容器串并聯個數的選擇電容器串并聯個數的選擇對于對于額定電壓為額定電壓為UNC、額定容量為、額定容量為QNC的電容器，有的電容器，有 m Imax / INC n Imax XC/ UNC注意：注意：m、n 應取偏大的整數。應取偏大的整數。 校驗實際的補償容量校驗實際的補償容量n個m串CNCCXImnQQ2max33（7 25）（7 24）電壓調整的措施串聯補償電壓調整的措施串聯補償GXU串聯電容器組裝設地點的選擇串聯電容器組裝設地點的選擇1 1）使負荷點電壓在允許范圍內；）使負荷點電壓在允許范圍內；2 2）沿輸電線電壓盡可能均勻；）沿輸電線電壓盡可能均勻；3 3）故障時流過電容器的短路電流限制。）故