电力系统电压调整及控制.docx

13.1基本概念及理论电压控制：通过控制电力系统中的各种因素，使电力系统电压满足用户、设 备和系统运行的要求13.1.1电压合格率指标我国电力系统电压合格指标：35kV及以上电压供电的负荷：+5% ~ -5%10kV及以下电压供电的负荷：+7% ~ -7%低压照明负荷： +5% ~ -10%农村电网（正常） +7.5% ~ -10%（事故） +10% ~ -15%按照中调调规：发电厂和变电站的500kV母线在正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统 额定电压的0% ~ +10%；发电厂的220kV母线和500kV变电站的中压侧母线在正常运行方式情况下， 电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +10%;异常运行方式时为系统额定电压的 -5% ~ +10%220kV变电站的220kV母线、发电厂和220kV变电站的110kV ~ 35kV母线在 正常运行方式情况下，电压允许偏差为系统额定电压的-3% - +7% ；异常运行方 式时为系统额定电压的±10%带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6） kV母线正常运行方式 下的电压允许偏差为系统额定电压的0% ~ +7%13.1.2负荷的电压静特性负荷的电压静态特性是指在频率恒定时，电压与负荷的关系，即U=f(P,Q)的 关系。

13.1.2.1有功负荷的电压静特性有功负荷的电压静特性决定于负荷性质及各类负荷所占的比重电力系统有 功负荷的电压静态特性可用下式表示13.1. 2.2无功负荷的电压静特性异步电动机负荷在电力系统无功负荷中占很大的比重，故电力系统的无功负 荷与电压的静态特性主要由异步电动机决定异步电动机的无功消耗为r/i0=2+@=厂1%久一异步电动机激磁功率，与异步电动机的电压平方成正比◎一异步电动机漏抗七的无功损耗，与负荷电流平方成正比在电压变化引起无功负荷变化的情况下，无功负荷变化与电压变化之比称为里无功负荷的电压调节效应系数(尺皿)它等于而，其变化范围比K*的变化范 围大，且与有无无功补偿设备有关阐述电力系统电压和无功平衡之间的相互关系13.1.3.1电压与无功功率平衡关系电压与无功功率平衡关系：有网络结构与参数确定的情况下，电压损耗与输 送的有功功率以及无功功率均有关由于送电目的地，输送的有功功率不能改变， 线路电压损耗取决于输送的无功功率的大小如果输送无功功率过多，则线路电 压损耗可能超过最大允许值，从而引起用户端电压偏低13.1.3.2电压降落因有线路阻抗的存在，所以有电压降落假设系统不含变压器，以负荷侧电 压Ub为正方向，推导线路末端的电压降落：A«7=J*Z = ft+A)*(^ + /^) 码 可 残二入耳+皿AtJi — 其中， 耳 为电压降落的纵分量。

cXJi — 勿 为电压降落的横分量13.1.3.3影响电压的因素影响负荷端电压的主要因素有：• 发电机端电压U^或E•........变压器变比k「K2•........负荷节点的有功、无功负荷P+jQ•.......■电力系统网络中的参数R+jX13.1.3.4电压调整的原则① 无功功率分层、分区、就地、就近平衡；超高压电网中，X>>R,即无功损耗要远远大于有功损耗，而 无功负荷和无功损耗又是造成电压下降的主要原因因此，无功功率是无法远距 离传输和跨越变压器补偿的，这就决定了无功功率必须遵循分层、分区、就地、 就近平衡的原则② 确保稳定性：深入分析负荷特点，做好负荷预测，通过运行计划优先利用 动态响应慢的控制手段，将快速控制手段留作备用③ 兼顾经济性合理安排电网中的无功电源和补偿装置的配置及运行计划， 降低整个系统运行时的线损，提高系统运行的经济性13.1.3.5电压中枢点和监测点选择把监测电力系统电压值和考核电压质量的节点，称为电压监测点而把电力 系统中重要的电压支撑节点称为电压中枢点根据中调调规规定：1. 用于监测电力系统电压值的节点，称为电压监测点中调设立统调电网电 压监测点的原则是：(1) 500kV变电站的500kV和220kV母线。

2) 220kV变电站的220kV母线3) 接于220kV及以上电压等级统调发电厂高压侧母线4) 所设立的监测点能反映电网电压水平电压监测点允许的电压偏移范围，应根据有关导则、标准、规定进行确定， 并满足正常条件下的下级供电电压要求2. 用于控制电力系统电压质量的节点，称为电压控制(考核)点中调设立 电网运行电压控制(考核)点的原则是：(1) 中调负责调度的500kV变电站的500kV、220kV母线2) 220kV枢纽变电站的220kV母线3) 接于220kV及以上电压等级统调发电厂的高压侧母线4) 所设立的控制点能调整控制该供电区域电压水平13.1.3.6电压调整方式逆调压方式：电网高峰负荷时升高配电变压器二次侧母线的电压，低谷负荷 时降低配电变压器二次侧母线的电压一种调压方式恒调压方式：不必随负荷变化来调整中枢点的电压仍可保证负荷点的电 压质量，这种调压方式称为“恒调压方式”顺调压方式：在最大负荷时允许中枢点电压低一些，在小负荷时允许中 枢点电压高一些的调压方式介绍电力系统各种电压调整与控制手段的原理及优缺点13.2.1.1发电机PQ曲线13.2.1.2发电机调压约束发电机调压约束：通过调整发电机机端电压调整负荷节点电压受到诸多 因素的制约，尤其对于线路较长时，由于线路电抗较大，调节效果更不理 想，调压范围有限。

13.2.1.3发电机进相运行所谓发电机进相运行调压是指发电机工作在励磁运行状态，发电机此时发 出有功而吸收无功，因此可以降低系统的电压进相运行一般用在系统“低 谷”负荷时间13.2.1.4发电机调压方式发电机调压主要是为了满足就近调压的要求，在最大负荷时，发电机机 端电压提高5%，最小负荷时保持额定，这称之“逆调压”13.2.1.5发电机调压优缺点发电机调压优缺点：发电机机端电压有上限，UG幅值不应超过额定电压 的5%，因此可能无法满足负荷侧电压不变的要求，调压能力有限线损与负荷间近似呈二次曲线关系，负荷增大会使线损迅速增大，而发 电机无功出力增大很快，可能超过发电机的允许容量讲述变压器调压的原理、方法和应用情况13.2.2.1变压器调压原理通过调整变压器分接头来改变变比来改变负荷节点电压，实质上是改变了 无功功率的分布13.2.2.2变压器分接头选择原则变压器分接头选择原则：① 应使实际电压不超过上、下允许的偏移范围② 大型电厂的升压变压器的分接应尽量放在最高位置③ 地区性受端电厂变压器分接头应尽量保证发电机有最大的有功、无功 出力④ 无功电源充足时，应使一次系统的电压在上限运行，用户的电压高电 压亦尽可能在上限运行。

⑤ 系统部分无功充足，部分不足时，如果充足的无功功率能送到不足的 地区，充足无功电源的用户电压不应过高；有充足的无功功率无法送到不 足的地区，则充足无功地区电压尽量在上限电压运行，不足地区维持在下 限运行⑥ 整个系统无功电源不足时，在维持用户低压母线的电压为原有水平的 条件下，应尽量将一次系统的电压提高至上限运行⑦ 通常，只不过按最大负荷及最小负荷两种方式选择变压器的分接头， 在这个前提，也应考虑事故发生后中枢点的电压是否降到临界电压如果 降到临界电压，应采取其他调压措施或自动切负荷措施13.2.2.3双绕组变压器调压① 降压变压器已知VI，V2，求一次侧档位其中:.*/^羽是实际的变压器变比，即高压侧绕组分接头电压 队 和低压绕组额定电压 Fw之比升压变压器电=牛笋璞② 变比选择计算方法分别计算最大负荷和最小负荷的电压降落A J=＜乙上♦山行M J昭Ur* 口rM J分别计算最大负荷和最小负荷下所要求的分接头抽头电压；取它们的算术平均值S 二根据七”值可以选择一个与它最接近的分接头，再利用最大负荷和最小负荷校验实际母线电压是否合格13.2.2.4三绕组变压器调压三绕组变压器调压：① 一侧有电源的情况一侧有电源且电源侧没有分接头，其他两侧分接头可以根据其电压和电 源侧电压的情况分别进行选择。

电源侧有分接头时，首先根据电源侧电压的上、下限和没有分接头侧电 压的上、下限选出电源侧的分接头，然后在固定此分接头的基础上，根据 电源侧电压上、下限和另一无电源而有分接头侧电压的上、下限选出无电 源侧的分接头② 两侧有电源的情况设三绕组变压器两侧有电源，且其中一个电源侧没有分接头如果在分 接头侧的电源容量较大，即电压主要由系统决定，基本上不受分接头位置 的影响时，应首先根据容量较大侧电源的实际电压和没有分接头侧电源电 压的情况，选出分接头的基础上，根据容量较大侧电源电压和另一无电源 而有分接头侧需要电压的情况，选出无电源侧的分接头如果无分接头侧 的电源容量较大时，则其他两侧分接头可以根据其电压和电源容量较大侧 电源电压的情况分别进行选择设三绕组变压器两侧有电源、且电源侧都有分接头时，首先须根据电源 容量较大侧和无分接头侧电压情况选出电源容量较大侧的分接头，在固定 此分接头的基础上，根据电源容量较大侧和电源容量较小侧的电压情况选 出电源容量较小侧的分接头③ 三侧有电源的情况设三绕组变压器三侧都有电源，如果有分接头的一侧电源容量较大，即 该侧电压主要由系统决定，基本上不受分接头位置影响时，则首先应根据 电源容量较大侧和无分接头侧电压情况选出电源容量较大侧的分接头，在 固定此分接头的基础上，再推算出另一侧分接头。

如果有分接头的两侧电 源容量都较大时，则可以分别根据电源容量较大侧和无分接头侧电压的情 况选出两个电源容量较大侧的分接头，但所选出的分接头，还应使无分接 头侧的电压值接近若无分接头的一侧电源容量较大，则其他两侧分接可以根据其电压和电 源容量较大侧电压情况分别进行选择13.2.2.5辐射网络变压器分接头选择辐射网络变压器分接头选择：除按升压和降压变压器的选择原则外，还应 考虑分接头能尽量满足各种运行方式的要求当无法满足这些要求、需要 重新调整变压器分接头时，应使被调整分接头的变压器台数最少选择顺 序一般从送电端开始，首先调中枢点，然后是其他电厂等在无功充足的 系统里，首先须求出各电厂间的无功经济分配，然后再选择变压器的分接 头13.2.2.6环网变压器分接头选择多电源多环形网络中变压器分接头的选择和多电源单环形网络中变压器分 接头的选择一样，但应考虑当一个环路变压器变比改变后对另一环路无功 分布的影响13.2.2.7 OLTC调压原理及特性OLTC是有载调压变压器，即在带负荷的情况下改变分接头的变压器它 的主绕组上连接一个具有若干个分接头的调压绕组调压原理：它的切换装置有两个可动触头，改变分接头时，先将一个可 动触头移动到所选定的分接头上，然后再把另一个可动触头也移到该分接 头上。

特性：当负荷增加，变压器副边电压下降时，通过调整变比来升高电压 但是，由于负荷侧无功电源不足，因此负荷的增加要全部依赖电源侧供给， 因此线路和变压器上的潮流增大，损耗增大，使得变压器原边电压降低 当负荷增长到一定程度后，原边电压的下降将抵消变比提高的作用，使得 实际上副边的电压下降13.2.2.8变压器调压优缺点变压器调压优缺点：（1） 变压器本身不是无功功率电源，因此从系统角度来看，通过控制 变压器变比来改变负荷节点电压，实质上是改变了无功功率的分布2） 变压器调压是以电力系统无。