电力系统原理——第六章(2)

1、一.调整电压的必要性,63 电力系统的电压调整电压管理和借发电机、变压器调压,电压偏移过大时，会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的“电压崩溃”，造成大面积停电。,二. 电压波动和电压管理,1.电压波动,当负荷发生波动时，使得线路上传送的无功功率发生波动，相应的各节点电压也随之波动。 对于冲击性负荷引起的电压波动需进行限制。,2.电压管理,电压中枢点:就是那些反映系统电压水平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发电机母线。,（1）中枢点的电压偏移,根据负荷对电压的要求，任何时刻应满足 ：,需综合考虑A、B对电压中枢点O点的要求。要同时满足两个负荷对

2、电压质量的要求，中枢点电压的允许变动范围减小。,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）。,（2）中枢点电压的调整方式,逆调压： 最大负荷时升高中枢点电压，但不超过线路额定电压的105%，最小负荷时降低中枢点电压，但不低于线路的额定电压（100 %） 。适用于供电线路较长、负荷变化较大的中枢点。 顺调压：最大负荷时允许中枢点电压降低，但不低于线路额定电压的102.5% ，最小负荷时允许中枢点电压升高，

3、但不高于线路额定电压的107.5%。 适用于供电线路不长，负荷变动不大的中枢点。,恒调压：中枢点电压保持基本不变，一般为线路额定电压的102105， 适用于线路长度、负荷变动情况介于上述两者之间的情况。,三. 借改变发电机端电压调整,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(IfIfN），这时需借助其他措施。,四. 借改变变压器变比调压,G,双绕组变压器的高压绕组和三绕组的高、中压绕组有3-5个分接头可供选择，如有UN5、 UN22.5 。其中对应于UN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。,四. 借改变变压器变比调压,（1）对于双绕

4、组降压变压器i,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求。 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Uimax，Uimin大体相等，分接头电压应取UtImax，UtImin的平均值。,根据UtI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。,（2）对于双绕组升压变压器g,例6-1 某降压变电所有一台变比为（11022.5%）/11的变压器，归算到高压侧的阻抗为2.44+j40。已知最大负荷时通过变压器的功率为28+j14MVA，高压母线电压为113kV;最小负荷时通过变压器的功率为

5、10+j6MVA，高压母线电压为115kV，低压侧母线电压允许变化范围为1011kV，试选择变压器的分接头。,解：最大负荷及最小负荷时变压器的电压损耗为,最大和最小负荷时变压器的分接头电压分别为：,选择最接近的分接头电压115.5kV，即110+5%的分接头。,校验：,均未超出允许电压范围1011kV，因此所选分接头能满足调压要求。,题2：发电厂装有两台容量为31.5MVA、额定变比为121/10.5kV的变压器。由变压器输出的最大负荷为50+j40MVA、最小负荷为25+j15MVA 。假定高压母线电压UH维持116kV恒定不变，且发电机母线须实行逆调压(Umax为1.05UN，及Umin为

6、1.0UN)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为1.47+j24.4。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）,最大负荷时：,最小负荷时：,根据发电机母线逆调压要求，该母线电压Udmax=1.05UN=1.0510=10.5kV， U dmin=1.0UN=1.010=10kV,选取最接近的标准接头电压121(1+2.5%)=124.02kV,校验：,电压偏移：,电压偏移：,因接头电压之间的距离为2.5，计算电压偏移和要求的电压偏移相差不超过1.25是允许的。从计算结果看出，所确定的变比124.02/10.5满足要求。,（3）对于三绕组变压器

7、g,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行。,首先。根据低压母线的调压要求在高低压绕组之间进行计算，选取高压绕组的分接头电压即变比UtH/UNL；,然后根据中压的调压要求及选取的高压绕组接头电压UtH，在高中压绕组之间进行计算，选取中压绕组的分接头电压UtM。确定的变比即为UtH/UtM/UtL。,3. 有载调压变压器,有时候，普通变压器将无法满足调压要求，这时可采用有载调压变压器。 目前我国110kV电压级的有载调压变压器有七个分接头，调压范围为11032.5，220kV

8、电压级的有载调压变压器有九个分接头，调压范围为22042.0。,图6-4为具有调压绕组有载调压变压器的接线图。,它的主绕组上连接一个具有若干分接头的调压绕组，依靠特殊的切换装置可以带负荷改变分接头。切换装置有两个可动触头，改变分接头时，先将一个动触头移到选定的分接头上，然后再将另一个动触头移到该分接头上，这样在分接头切换过程中才不致使变压器开路。,图6-4 有载调压变压器接线图,一. 借补偿设备调压,64 电压调整借补偿设备调压和组合调压,1. 各种补偿设备的调压方式,并联电容器 调相机 静止补偿器,2.补偿设备容量的计算,G,1:ki,kj : 1,i,j,Ui,j,UjC,补偿后,补偿前,

9、i,假定补偿前后Ui保持不变,解之，得,可简化为,3.最小补偿设备容量的确定,在确定这些补偿设备容量时，须先确定变压器变比。,G,1:ki,kj : 1,i,j,Ui,j,UjC,i,3.最小补偿设备容量的确定,（1）并联电容器：,确定其容量分两步：,第一步：在Smin时，电容器全部退出，确定变压器分接头；,根据UtJmin选择一最接近的分接头UtJ,（先充分发挥变压器的调压功能，。）,只能发无功,第二步：在Smax时，全部投入，确定电容器容量。,（2）调相机,过激运行，发无功，QCN； 欠激运行，吸无功，QLN=(0.50.6) QCN 。,（充分发挥变压器的调压功能，。）,在Smax时，过激运行，发无功，QCN； 在Smin时，欠激运行，吸无功，QLN=(0.50.6) QCN 。,在Smax时，发QCN：,在Smin时，吸QLN=(0.50.6) QCN ：,总结： 一、并联电容器 1、按最小负荷确定变压器变比； 2、按最大负荷确定电容器容量； 3、校验。 二、调相机,1、在最小负荷时，欠激运行，吸收无功=(0.50.6) QCN； 2、在最大负荷时，过激运行，发出无功=QCN； 3、根据1、2所得