电力系统分析第五章.pdf

2012 11 21 1 电力系统分析理论电力系统分析理论 T THEORYHEORY OFOFP POWEROWERS SYSTEMYSTEMA ANALYSISNALYSIS 李萍李萍 1 1 电压调整的电压调整的必要性必要性 Essentiality Essentiality of voltage of voltage control regulationcontrol regulation 2 2 无功平衡与电压水平的无功平衡与电压水平的关系关系 Voltage levels and reactive power balanceVoltage levels and reactive power balance 3 3 电压调整的范围及电压调整的范围及方法方法 The acceptable limits and methods of voltage controlThe acceptable limits and methods of voltage control 4 4 发电机和发电机和变压器调变压器调压压 Controlling voltage levels by generating units or tapControlling voltage levels by generating units or tap changing transformerschanging transformers 5 5 无功功率无功功率补偿补偿 Reactive power compensationReactive power compensation 6 6 电力系统无功功率的最优分配电力系统无功功率的最优分配 optimal allocation of reactive poweroptimal allocation of reactive power 第五章第五章 电力系统无功功率和电压调整电力系统无功功率和电压调整 Reactive power and voltage control Reactive power and voltage control 事故区域 美国加拿大东部互联系统所属东北 部电网 事故损失 负荷6180万千瓦 影响5000万人 300亿美元 美加大停电事故分析 大停电概况美加大停电事故分析 大停电概况 200MW 400 500MW V V 2200MW 200 2800MW 图图5 5 2 2 电压崩溃 现象 电压崩溃 现象 5 1 5 1 电压调整的必要性电压调整的必要性 Essentiality Essentiality of voltage of voltage control regulationcontrol regulation 再看美加大停电再看美加大停电 U S Canada power outage blackout august 14U S Canada power outage blackout august 14 2003 2003 5 2 5 2 电力系统的无功功率平衡电力系统的无功功率平衡 1 1 无功负荷和无功无功负荷和无功损耗损耗 Absorption of reactive powerAbsorption of reactive power 2 2 无功无功电源电源 Production of reactive powerProduction of reactive power 3 3 无功无功平衡平衡 The reactive power balanceThe reactive power balance 4 4 无功平衡与电压水平的关系无功平衡与电压水平的关系 Voltage levels and reactive power balanceVoltage levels and reactive power balance 1 1 无功负荷和无功无功负荷和无功损耗损耗 reactive power absorbed by equipmentsreactive power absorbed by equipments XI X V QQQ m mM 2 2 V s R I 0 I m jX jX Q V07 08 09 00 1 8 0 6 0 3 0 无功负荷无功负荷 reactive power reactive power absorbed by loadsabsorbed by loads 与电压与电压 成成正比正比 与电压与电压 成成反比反比 P PM M I I2 2R R 1 1 s s s s 常数常数 V V s s I I 2012 11 21 2 无功损耗无功损耗 2 2 0 22 0 100 100 V V S SV S I X V S BV QQQ N N S N TT TLT 1 1 变压器变压器的无功损耗的无功损耗 Reactive power absorbed by Reactive power absorbed by transformerstransformers 与电压与电压 成成正比正比 与电压与电压 成成反比反比 2 2 线路线路的无功的无功损耗损耗 Reactive power Reactive power lossloss of transmission linesof transmission lines AbsorptionAbsorption and and production production of reactive power on of reactive power on transmission linestransmission lines 2 B j 2 B j 1 V 2 V 11 jQP 22 jQP jXR X V QP X V QP QL 2 2 2 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 2 2 2 1 VV B QB B VV X V QP QQ BL 2 2 2 2 1 2 1 2 1 2 1 2 2 无功电源无功电源 发电机发电机 Synchronous generators Synchronous generators can generate or absorb reactive can generate or absorb reactive power depending on the power depending on the excitation excitation NGNNGNGN tgPSQ sin 过励磁过励磁 提供无功提供无功supply reactive powersupply reactive power 欠励磁欠励磁 吸收无功吸收无功absorb reactive power absorb reactive power NGNNGNGN tgPSQ sin N N V A GN Q Q P C E GN P N E N V d jX N I NdI jX P P Q Q极限极限 发电机发电机 无功无功输出限制输出限制 reactive capability limitsreactive capability limits N I 其它无功其它无功电源电源 Other source of reactive powerOther source of reactive power 同步调相机同步调相机synchronous condensersynchronous condenser OverexcitedOverexcited supply reactive powersupply reactive power UnderexcitedUnderexcited absorb reactive powerabsorb reactive power 静电电容器静电电容器capacitorscapacitors 静止补偿器静止补偿器SVCSVC Static Static varvar compensatorscompensators 图图5 5 6 6 静止无功补偿器的原理图静止无功补偿器的原理图 a a 可控饱和电抗器型 可控饱和电抗器型 b b 自饱和电抗器型 自饱和电抗器型 c c 可控硅控制电抗器型 可控硅控制电抗器型 d d 可控硅控制电抗器和可控硅投切电容器组合型可控硅控制电抗器和可控硅投切电容器组合型 2012 11 21 3 3 3 无功无功平衡平衡 the reactive power balancethe reactive power balance resLLDGC QQQQ 无 功 电 源 无 功 负 荷 无 功 损 耗 无 功 备 用 Q Qr re es s 0 0 无功可以平衡无功可以平衡 且且 有备用有备用 Q Qresres 0 0 无功不足无功不足 应加补应加补 偿装臵偿装臵 321 CCCG CGGC QQQQ QQQ BlTL QQQQ 4 4 无功平衡与电压水平的关系无功平衡与电压水平的关系 Voltage levels and reactive power balanceVoltage levels and reactive power balance The control voltage levels is accomplished by The control voltage levels is accomplished by controlling the controlling the production absorption production absorption and and flow flow of of reactive power reactive power X V X EV VIQ X EV VIP 2 cossin sincos jX V I P jQ PLD jQLD E sincosEXI E I V sinE cosXI jXI VEXI cossin Voltage levels and reactive power balanceVoltage levels and reactive power balance X V P X EV Q 2 22 2 VVaV a a c 1 jX V I P jQ PLD jQLD E Q 2 1 40X PjQ 1 V 2 V LDLD PjQ 22 0 110 V QQLD X V P X EV Q 2 2222 例例5 5 1 1 某输电系统的等值电路如图所示 已知电压某输电系统的等值电路如图所示 已知电压 V V1 1 115kv 115kv维持不变 负荷有功功率维持不变 负荷有功功率P PLD LD 40MW 40MW保持恒定 无保持恒定 无 功功率与电压平方成正比 即功功率与电压平方成正比 即 求求Q Q0 0 20Mvar 20Mvar和和Q Q0 0 30Mvar 30Mvar两种情况按无功功率平衡的条两种情况按无功功率平衡的条 件确定节点件确定节点2 2的电压的电压V V2 2 22 0 110 VQQLD 1 1 用式 用式5 5 1414计算线路送到负荷节点的无功功率计算线路送到负荷节点的无功功率 2 2 2 2 2 2 2222 2 2222 0250160026568 40 40 40 115 VV VV X V P X EV Q 2 2 求得无功电源和无功负荷的电压静特性 求得无功电源和无功负荷的电压静特性 3 3 找到 找到Q Q V V曲线分别与曲线分别与 Q QLD 1 LD 1 和 和Q QLD 2 LD 2 的交点 求 的交点 求 得对应两种负荷情况下的电压得对应两种负荷情况下的电压V V2 2 2012 11 21 4 MvarQ kVV 30 25 20 15 10102 104106108110 LD 1 QV LD 2 QV Q V V2 kV 103104105106107 Q Mva r 28 1925 9123 5921 2118 79 QLD 1 17 5417 8818 2218 5718 92 QLD 2 26 3026 8227 3327 8628 39 2 2 2 2 2 0250160026568VVQ 2 2 LD 2LD N 110 V QQ 103 7 5 3 5 3 电力系统的电压电力系统的电压调整调整 voltage control of power systemvoltage control of power system 1 1 电力系统允许的电压电力系统允许的电压偏移偏移voltage deviationvoltage deviation 2 2 中枢点的电压管理中枢点的电压管理 中枢中枢点点key junction bus key junction bus 中枢点电压允许的中枢点电压允许的变化范围变化范围acceptable limits acceptable limits of the voltage at the key junction terminals of the voltage at the key junction terminals 中枢点的调压方式中枢点的调压方式 3 3 电压调整的电压调整的基本原理基本原理 Fundamental of voltage controlFundamental of voltage control 5 5 3 3 电力系统的电压调整电力系统的电压调整 1 1 电力系统允许的电压电力系统允许的电压偏移偏移 GB12325 GB12325 90 90 35kV35kV及以上电压供电的负荷及以上电压供电的负荷 5 5 10kV10kV及以下电压供电的负荷及以下电压供电的负荷 7 7 低压照明负荷低压照明负荷 5 5 10 10 农村电网农村电网 7 5 7 5 10 10 电压中枢点是指那些能够反映和控制整个系统电压水平电压中枢点是指那些能够反映和控制整个系统电压水平 的节点 母线 的节点 母线 1 1 电压中枢点的选择 电压中枢点的选择 1 1 大型发电厂的高压母线 大型发电厂的高压母线 2 2 枢纽变电所的二次母线 枢纽变电所的二次母线 3 3 有大量地方性负荷的发电厂母线 有大量地方性负荷的发电厂母线 一般可选择下列母线作为电压中枢点 一般可选择下列母线作为电压中枢点 2 2 中枢点的电压管理中枢点的电压管理 2 2 中枢点的电压管理中枢点的电压管理 中枢点电压允许变化的范围中枢点电压允许变化的范围acceptable limits of the voltage at acceptable limits of the voltage at the key junction terminals the key junction terminals 中枢点中枢点i i的的最低电压最低电压ViminVimin等于在地区等于在地区负荷最大时负荷最大时某用户允某用户允 许的最低电压许的最低电压VminVmin加上到中枢点的加上到中枢点的电压损耗 电压损耗 VmaxVmax 中枢点中枢点i i的的最高电压最高电压VimaxVimax等于地区等于地区负荷最小时负荷最小时某用户允许某用户允许 的的最高电压最高电压VmaxVmax加上到中枢点的电压损耗加上到中枢点的电压损耗 VminVmin 中枢点电压允许变化的范围中枢点电压允许变化的范围 a a 向两个负荷点供电的中枢点向两个负荷点供电的中枢点 b b 向多个负荷点供电的中枢点向多个负荷点供电的中枢点 V VA A和和V VB B的变化范围的变化范围 0 95 0 95 1 05 1 05 V VN N O A B SA SB 2 2 中枢点的电压管理中枢点的电压管理 2012 11 21 5 SBmax t h S SBmin SAmax SAmin t h V 816240 t h V 816240 0 04VN 0 1VN 0 01VN 0 03VN VA VB t h V 816240 0 04VN 0 1VN 0 01VN 0 03VN VA VB 816240 0 960 96 0 990 99 1 061 06 1 091 09 0 980 98 1 051 05 1 081 08 1 151 15 0 8 0 8 时时 8 24 8 24 时时 N NN AAOA V VV VVV 09 1 99 0 04 0 05 1 95 0 N NN AAOA V VV VVV 15 1 05 1 1 0 05 1 95 0 A A负荷点负荷点 N NN BBOB V VV VVV 06 1 96 0 01 0 05 1 95 0 0 16 0 16 时时 16 24 16 24 时时 N NN BBOB V VV VVV 08 1 98 0 03 0 05 1 95 0 B B负荷点负荷点 b b 向多个负荷点供电的中枢点向多个负荷点供电的中枢点 以两种极端情况确定 以两种极端情况确定 1 1 地区负荷最大时 电压最低的负荷点 地区负荷最大时 电压最低的负荷点 2 2 地区负荷最小时 电压最高的负荷点 地区负荷最小时 电压最高的负荷点 max minminojjo VVV min maxmaxojjo VVV 逆调压逆调压 大负荷时升高电压 大负荷时升高电压 小负荷时降低电压 小负荷时降低电压 No VV05 1 No VV 中枢点的中枢点的三种调压方式三种调压方式 顺调压 顺调压 大负荷时允许中枢点电压低些大负荷时允许中枢点电压低些 小小负荷时允许中枢点电压高些负荷时允许中枢点电压高些 No VV025 1 No VV0751 常调压 常调压 任何负荷下 中枢点电压基本任何负荷下 中枢点电压基本 保持恒定 保持恒定 1 02 1 02 1 05 V1 05 VN N 2012 11 21 6 3 3 电压调整的基本原理电压调整的基本原理 FundamentalsFundamentals ofof voltage control voltage control 2121 k V QXPR kVkVkVV N GGb 5 16 调压调压措施措施methods of voltage methods of voltage control control 1 1 发电机发电机调压调压 the the generator units generator units provide the basic means of provide the basic means of voltage control the automatic voltage regulators voltage control the automatic voltage regulators control field excitation to maintain a scheduled control field excitation to maintain a scheduled voltage level at the terminals of the generators voltage level at the terminals of the generators 2121 k V QXPR kVkVkVV N GGb 调节励磁调节励磁V VG G 2121 k V QXPR kVkVkVV N GGb 调压调压措施措施methods of voltage methods of voltage control control 2 2 变压器变压器调压调压 选择变比选择变比 regulating transformers such as tapregulating transformers such as tap changing changing transformers and boosters transformers and boosters 21 k k 2121 k V QXPR kVkVkVV N GGb 3 3 无功补偿无功补偿 改变无功分布改变无功分布Q Q Reactive power compensation such Reactive power compensation such as shunt capacitors shunt reactors as shunt capacitors shunt reactors synchronous condensers and static synchronous condensers and static varvar compensators svc compensators svc 调压调压措施措施methods of voltage methods of voltage control control 4 4 改变改变线路参数线路参数X X Line reactance compensators Line reactance compensators such as series capacitors such as series capacitors NN V QX V QXPR V 5 45 4改变变压器变比调改变变压器变比调压压 regulating voltage by changing the ratio of transformerregulating voltage by changing the ratio of transformer 1 1 变压器变压器分接头的分接头的选择选择 The selection of tapsThe selection of taps 2 2 有载调压变压器有载调压变压器 UnderUnder load tapload tap changing transformer ULTC changing transformer ULTC OnOn load tapload tap changing OLTC load tapchanging OLTC load tap changing LTCchanging LTC 3 3 加压调压加压调压变压器变压器 Voltage regulating transformer boosters Voltage regulating transformer boosters 1 1 变压器变压器 普通普通 分接头的分接头的选择选择The selection of tapsThe selection of taps 降压降压变压器变压器stepstep down transformerdown transformer 1 VQXPRV TTT kVVV T 12 N T t V V VV V 2 2 1 1 Nt VVk 21 1 V 2 V TT jXR jQP 1 k 2012 11 21 7 max22maxmax1max1 VVVVV NTt min22minmin1min1 VVVVV NTt 2 min1max11ttavt VVV 降压变压器及其等值电路如图所示 归算至高压侧的阻抗降压变压器及其等值电路如图所示 归算至高压侧的阻抗 为为RT jXT 2 44 j40 RT jXT 2 44 j40 已知在最大和最小负荷时 已知在最大和最小负荷时通过通过变压器变压器 的功率分别为的功率分别为Smax 28 j14MVASmax 28 j14MVA和和Smin 10 j6MVASmin 10 j6MVA 高压侧的 高压侧的 电压分别为电压分别为U1max 110kVU1max 110kV和和U1min 113kVU1min 113kV 要求低压母线的电 要求低压母线的电 压变化不超过压变化不超过6 0 6 6kV6 0 6 6kV的范围 试选择分接头 的范围 试选择分接头 1 V 2 V TT jXR jQP 1 k 2 V 解 先计算最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗 kV kV V maxT 75 110 401444228 kV kV V minT 342 113 40644210 假定变压器在最大负荷和最小负荷运行时低侧的电压分别取为 2max 6kV 和 2min 6 6kV 则可得 kV kV V maxt 4109 06 36 75110 1 kV kV V mint 6105 66 36 342113 1 取算术平均值 kV kV V avt 5107261054109 1 选最接近的分接头 1t 107 25kV 接所选分接头校验低压母线的实际电压 校验 kVkVkVV6136 25107 36 75110 2 max kVkVkVV6656 25107 36 342113 2 min 可见所选分接头是能满足调压要求的 升压升压变压器变压器stepstep up transformerup transformer 1 VQXPRV TTT kVVV T 12 Nt VVk 21 1 V 2 V TT jXR jQP N T t V V VV V 2 2 1 1 一升压变压器 其归算至高压侧的参数 负荷 分接头一升压变压器 其归算至高压侧的参数 负荷 分接头 范围如图 最大负荷时高压母线电压为范围如图 最大负荷时高压母线电压为120kV120kV 最小负荷时高 最小负荷时高 压母线电压为压母线电压为114kV114kV 发电机电压的调节范围为 发电机电压的调节范围为6 6 6kV6 6 6kV 试选 试选 择变压器的分接头 择变压器的分接头 5 22121 3 6 303jZT MVAjS1825 max MVAjS1014 min 1 V 2 V TT jXR jQP 2 V 2012 11 21 8 解 最大负荷时变压器的电压降为 kV V XQRP V125 5 120 3018325 max2 max2max2 max 归算至高压侧的低压侧电压为 kVkVVVV1251251255120 12 maxmaxmax 最小负荷时变压器电压降落为 kV V XQRP V3 114 3010314 min2 min2min2 min 归算至高压侧的地压侧电压为 kVVVV1173114 12 minminmin 假定最大负荷时发电机电压为 6 6kV 最小负荷时电压为 6Kv 从而 kVkVV43119 66 36 125125 1 max kVkVV85122 6 36 117 1 min kV VV V ff 14121 2 11 1 min max t 选择最接近的分接头 121kV 校验 最大负荷时发电机端实际电压为 kVkV v 51 6 121 3 6 125 125 最小负荷时发电机端实际电压为 kVkV09 6 121 3 6 117 均满足要求 三绕组三绕组变压器分接头的变压器分接头的选择选择 1 1 根据低压母线调压要求选择高压绕组分根据低压母线调压要求选择高压绕组分 接头接头 2 2 以高压侧选定的分接头和中压侧的调压以高压侧选定的分接头和中压侧的调压 要求选择中压侧的分接头要求选择中压侧的分接头 三绕组变压器的额定电压为 110 38 5 6 6kV 等值电路如图 各绕组最大负荷功率已示于图中 最小负荷为最大负荷的 1 2 设与该变压器相连的高压母线电压在最大与最小负荷时分别为 112kV 115kV 中 低压母线电压偏移在最大与最小负荷时分 别允许为 0 与 7 5 试选择该变压器高 中压绕组的分接头 解 1 求最大 最小负荷时各绕组的电压损耗 最大负荷时 kV V XQRP V ax ax 915 112 6569942812 1111 Im Im kV VV XQRP V ax 1980 915112 518442446 2222 Immax max kV VV XQRP V axax 971 915112 7378442446 3333 ImIm maxIII 2012 11 21 9 最小负荷时 kV V XQRP V in in 882 115 658494246 1111 Im Im kV VV XQRP V inin 09320 882115 514242423 2222 ImIm minII kV VV XQRP V inin 9350 882115 7374242423 3333 ImIm minIII 2 求最大 最小负荷时各母线电压 最大负荷时 高压 kVV ax 112 Im 中压 kVV ax 91051980915112 ImI 低压 kVV1104971915112 maxIII 最小负荷时 高压 kVV in 115 Im 中压 kVV011209320882112 minII 低压 kVV11119350882115 minIII 3 根据低压母线调压要求 由高 低压两侧 选择高压绕组 的分接头 最大 最小负荷时低压母线调压要求电压为 kVVV N 601601 maxIII kVVV N 4565716571 minIII 最大 最小负荷时高压绕组分接头电压为 kV V V VV N 5114 6 66 1104 3 maxIII maxIIImax tI kV V V VV N 7113 456 66 1111 3 minIII minIIImin tI 因此 kV VV V tt jst 1114 2 71135114 2 min Imax I I 于是可选用 110 5 的分接头 分接头电压为 115 5kV 4 校验低压母线电压 最大负荷时 kV V V VV N 955 5115 66 1104 3 tI maxIIImaxIII 最小负荷时 kV V V VV N 356 5115 66 1111 3 tI minIIIminIII 低压母线电压偏移 最大负荷时 maxIII max 8330100 6 6955 3 N N V VV V 最小负荷时 minIII min 835100 6 6356 3 N N V VV V 虽然最大负荷时的电压偏移要求较要求的低虽然最大负荷时的电压偏移要求较要求的低0 833 0 833 但 但 由于分接头之间的电压差为由于分接头之间的电压差为2 5 2 5 求得的电压偏移较要求不求得的电压偏移较要求不 超过超过1 25 1 25 是允许的 所以选择的分接头认为合适 进而可是允许的 所以选择的分接头认为合适 进而可 确定变压器高 低压侧的变比为确定变压器高 低压侧的变比为115 5 6 6kV115 5 6 6kV 5 根据中压母线的调压要求 由高 中压两侧 选择中压 绕组的分接头 最大 最小负荷时中压母线调压要求电压为 kVV kVV 63757135 350135 minII maxII 2012 11 21 10 按要求选择中压侧的分接头按要求选择中压侧的分接头 tII tI IIII V V k kVVVV 12 12II II tIII IIII tIII II V VV VVV VV V t 最大 最小负荷时中压绕组分接头电压为 kV V V VV238 9105 5115 35 maxII tI maxIImax tII kV V V VV838 112 5115 637 minII tI minIImin tII 因此 kVV538 2 838238 tII 于是 就选电压为 38 5kV 的主抽头 6 校验中压侧母线电压 最大负荷时 kV V V VV335 5115 538 9105 tI tII maxIImaxII kV V V VV337 5115 538 112 tI tII minIIminII 中压母线电压偏移 最大负荷时 maxII 860 35 35335 V 最小负荷时 minII 576 35 35337 V 可见 电压偏移在要求的范围内 也满足调压要求 于是 该变压器应选择的分接头电压或变比为 115 5 38 5 6 6kV 三绕组变压器计算步骤三绕组变压器计算步骤 1 1 按给定条件求得各绕组中的电压损耗 按给定条件求得各绕组中的电压损耗 2 2 求得归算到高压侧各母线的电压 求得归算到高压侧各母线的电压 3 3 根据低压侧母线的调压要求 选择高压绕 根据低压侧母线的调压要求 选择高压绕 组的分接头 组的分接头 4 4 验算低压母线电压 验算低压母线电压 选择变压器选择变压器分接头调压分接头调压存在的存在的问题问题 1 1 不能降低电压损耗 不能降低电压损耗 2 2 不能改变次级电压的变化幅度 不能改变次级电压的变化幅度 3 3 计及总电压损耗 最大和最小负荷时的电 计及总电压损耗 最大和最小负荷时的电 压变化幅度超过分接头的可能调整范围时 普通变压变化幅度超过分接头的可能调整范围时 普通变 压器的分接头选择无法满足调压要求压器的分接头选择无法满足调压要求 2012 11 21 11 2 2 有载调压变压器有载调压变压器 UnderUnder load tapload tap changing transformer ULTC changing transformer ULTC 在切换过程在切换过程 中限制两个中限制两个 分接头间的分接头间的 短路电流短路电流 3 3 加压调压加压调压变压器变压器 voltage regulating transformer boostersvoltage regulating transformer boosters 1 1 组成 由电源变压器组成 由电源变压器3 3和串联变压器和串联变压器4 4组成组成 2 2 分类 按照附加电势与线路电压之间的相分类 按照附加电势与线路电压之间的相 位可分为三种位可分为三种 纵向纵向 横向横向 混合型混合型 3 3 4 4 1 1 2 2 加压调压变压器加压调压变压器 环网中的加压调压环网中的加压调压变压器变压器booster in the loopbooster in the loop 附加电势 VjVV N Nccc V jXR VjV V Z V jQPS 循环功率循环功率 循环功率循环功率 NNc NNc V XR XV V XR RVXV Q V XR XV V XR XVRV P 2222 2222 当系统当系统无功无功功率电源容量功率电源容量不足不足时 用改变变压器时 用改变变压器 变比调压变比调压无效无效 甚至造成 甚至造成其它节点其它节点电压下降电压下降 2012 11 21 12 5 5 5 5 利用无功补偿调利用无功补偿调压压 reactive power compensationreactive power compensation 利用并联补偿调利用并联补偿调压压shunt compensation shunt compensation 线路串联电容补偿改善电压线路串联电容补偿改善电压质量质量 Series compensation Series compensation 1 1 补偿容量与调压要求的关系补偿容量与调压要求的关系 2 V 1 V jQP C jQ jXR 2 21 V QXPR VV 2 21 c c c V XQQPR VV 利用并联补偿调压利用并联补偿调压shunt compensationshunt compensation 2 2 2 2 c c c V XQQPR V V QXPR V 2 22 22 c cc c VPRQXPRQX QVV XVV 2 2 2 VV X V Q c c c 2 2 2 2 22 2 k V V X Vk VkV X kV Q c c c c c 5 5 3131 0 2 2 按调压要求确定补偿容量按调压要求确定补偿容量 1 1 补偿设备为静电电容器补偿设备为静电电容器 按按最小负荷时没有补偿的情况确定变压器的分接头最小负荷时没有补偿的情况确定变压器的分接头 min2 min22 V VV V N t N t V V k 2 1 2 max2 max2 max2 k k V V X V Q c c c 按最大负荷时的调压要求计算补偿容量按最大负荷时的调压要求计算补偿容量 5 5 33 33 2 2 补偿设备为同步调相机补偿设备为同步调相机 2 min2 min2 min2 k k V V X V Q c c c max2max2min2 min2min2min2 VkVV VkVV cc cc 2 max2 max2 max2 k k V V X V Q c c c 2 min2 2 max2 min2min2 max2max2 cc cc VV VVVV k 补充例题 补充例题 简单输电系统如图简单输电系统如图2 2所示 变压器变比为所示 变压器变比为 110110 2 2 2 5 112 5 11K KV V 若不计变压器励磁支路及线路对地电容 若不计变压器励磁支路及线路对地电容 则线路和变压器的总阻抗则线路和变压器的总阻抗Z Z 26 26 J J130130 节点 节点A A的电压为的电压为118118K KV V 且维持不变 降压变电所低压侧母线要求常调压 保持且维持不变 降压变电所低压侧母线要求常调压 保持10 510 5K KV V 电压 电压 试确定下列无功补偿设备时的设备容量 试确定下列无功补偿设备时的设备容量 补偿设备补偿设备 采用电容器采用电容器 2 2 补偿设备采用调相机补偿设备采用调相机 MVAjSj1520 max MVAjSj5 710 min G T1 T2 kV118 J U 13026jZ C jQ 2 2012 11 21 13 解解 一 计算补偿前最大 最小负荷时低压侧归算到高压侧的电压 先计算功率损耗 MVA68 1 j34 0 130j26 110 5 710 MVA71 6 j34 1 130j26 110 1520 2 22 max 2 22 max S S 首端功率为 MVA18 9 j34 10 68 1 j34 0 5 7 j10 MVA71 21j34 21 71 6 j34 1 15j20 minminminA maxmaxmaxA SSS SSS 因此 2 节点电压为 V V min max kV kV 61105 118 130189263410 118 3889 118 1307121263421 118 2 2 二 选择电容器容量 1 先按最小负荷时电容器全部退出的条件选择变压器变比 为 kV min min2N t 64110 510 6110511 2 2 V VV V 于是可选择 110kV 电压的主抽头 即 Vt 110kV 则变压器变比 k 110 11 10 2 按最大负荷时的要求 求无功补偿容量 Mavr max maxC maxC C 6212 10 3889 510 130 510102 2 2 2 2 k V V X Vk Q 取补偿容量取补偿容量QC 12MVQC 12MVARAR 验算最大负荷时受端低压侧的实际 验算最大负荷时受端低压侧的实际 电压 电压 4MVAj 4MVAj j max maxc 7882044880121520 488013026 110 121520 1 2 22 jjS S c V V V incinc maxcmaxc maxc kkVV kkVV kV mm 561101061105 525101025105 25105 118118 22 22 2 故 故 三 选择同步调相机 三 选择同步调相机 1 1 按照公式 按照公式 5 5 3737 确定变压器的变比 确定变压器的变比 5101 61105789 510510 611055103789510 22 2 2 2 2 2222 minmax minmin maxmax cc cc VV VVVV k 当当 分别取分别取0 50 5和和0 650 65 可相应算出变比 可相应算出变比k k分别为分别为9 549 54和和9 459 45 选取 选取 最接近的分接头变比最接近的分接头变比k 9 5k 9 5 2 2 按照公式 按照公式 5 5 3434 确定调相机的容量 确定调相机的容量 ar 9 5 89 37 max max max MV k k V V X V Q c c c 967 59510 130 510 222 2 2 选取最接近标准容量的调相机 其额定容量为选取最接近标准容量的调相机 其额定容量为7 5MVA7 5MVA 验算受端低压侧电压 最大负荷调相机按额定容量过励磁运行 验算受端低压侧电压 最大负荷调相机按额定容量过励磁运行 因而有 因而有 2 4MVAj 9MVAj j max maxc 19820949805720 498013026 110 571520 1 2 22 jjS S c 最小负荷调相机按额定容量最小负荷调相机按额定容量50 50 欠励磁运行 因而有 欠励磁运行 因而有 3 684MVAj 434MVAj j min inc 148710434228707535720 2487013026 110 7535720 1 2 22 jjS S c m V k V XQRP V V c k 10 487 maxmaxc max 5910 59 118 1306841326118 1 11 1 2 最小负荷时电压略高于最小负荷时电压略高于10 510 5K KV V 如果调相机按 如果调相机按60 60 额定容量额定容量 欠励磁运行 便得欠励磁运行 便得V V2min 2min 10 48 10 48K KV V 2012 11 21 14 1 1 串联电容器容抗串联电容器容抗X XC C的确定的确定 1 11 V XQRP V 1 11 V XXQRP V C C 1 1 V XQ VV C C 1 1 Q VVV X C C 1 V 2 V jXR 11 jQP 1 V c V2 c jX 11 jQP 线路串联电容补偿改善电压质量 Series compensationSeries compensation 2 2 接入方式和电容器数量的确定接入方式和电容器数量的确定 补偿度补偿度 maxCNC ImI CCNC XInV max NCNCNCC ImnVmnQQ33 L C C X X k m n C I 3 3 串联接入点的选择串联接入点的选择 与负荷和电源的分布有关与负荷和电源的分布有关 原则原则 沿线电压尽可能均匀沿线电压尽可能均匀 单单电源线路电源线路 1 1 负荷 负荷集中在线路末端集中在线路末端 则装在末端则装在末端 2 2 沿线 沿线有若干负荷有若干负荷 安装在补偿前产生二分之安装在补偿前产生二分之 一电压损耗处一电压损耗处 补充例题 一补充例题 一条条35KV35KV的线路 线路的阻抗为的线路 线路的阻抗为1010 j10 j10 输 输 送至末端的负荷功率为送至末端的负荷功率为7 7 j6MVAj6MVA 线路首端电压为 线路首端电压为35kV 35kV 欲使线欲使线 路末端电压不低于路末端电压不低于33kV33kV 求串