电力系统论文：电力系统调压方法的综合分析

电力系统论文：电力系统调压方法的综合分析摘要本文讨论了电力系统无功功率与系统电压的关系，其分析方法及结论可供电网设计规划、第二级自动调压系统的设计分析及电力系统运行管理。

关键词电力系统；调压；方法；分析

1利用发电机调压

利用发电机调压是增减无功功率进行调压的措施之一。现代同步发电机在端电压偏离额定值不超过±5％的范围内，能够以额定功率运行。因此在实际运行中可以根据具体情况，调整发电机的励磁，改变发电机的端电压。

对于不同类型的供电网络，发电机调压的范围会受到限制，而且大电力系统单靠调整发电机励磁是不够的。

1）在发电机不经升压直接向用户供电的简单系统中，如果供电线路不长、线路上电压损耗不大，改变发电机的端电压进行逆调压时，一般可满足负荷点电压质量的要求。

2）在线路较长、供电范围较大、发电机经多级变压向负荷供电时，仅靠发电机调压可能达不到负荷点电压质量的要求。

2利用变压器调压

利用变压器调压就是改变变压器的变比调压，而改变变压器的变比是指通过改变的变压器分接头来实现的。也就是说改变变压器的变比实质上就是通过改变绕组的匝数比来

实现的。

3利用补偿设备调压

3.1利用补偿设备调压概述

前面介绍的发电机调压、改变变压器的变比调压的措施是不需要附加设备的调压手段，主要适用于系统中无功功率可以平衡或具有一定储备的场合。

电力系统的实际运行中，可能会由于无功功率电源不足使电力网中某些母线电压降低，也可能会发生局部感性无功功率过剩使电力网中某些母线电压过高的情况。这两种情况都需要利用无功功率补偿设备，补充电力网中无功功率的不足或吸收电力网中过剩的无功功率，保证电力网中各母线（节点）的电压变动在允许的范围内。

电力系统中的无功功率补偿设备可以根据补偿的过程

和功能，分为静态无功补偿和动态无功补偿设备两大类。还可根据补偿的方式分为串联补偿和并联补偿两类。静态无功补偿设备包括并联电容器，中、低压并联电抗器，交流滤波器，超高压并联电抗器。动态无功补偿设备包括同步调相机，静止补偿装置等。以上所列静态和动态无功补偿设备都属于并联补偿，而串联补偿指串联电容器补偿，如果串联电容器专用于调压，其作用非常简单，只是抵偿线路的感抗，因此将串联电容器单纯用于调压的方式并不多见。

在各种补偿设备中，中、低压并联电抗器的主要功能是

从系统中吸收过剩的感性无功功率，以保证电压水平不超限。交流滤波器的主要功能是吸收各次谐波电流，改善电压波形，同时向电力网提供无功功率。而超高压并联电抗器主要是补偿超高压线路的充电功率，可降低系统的工频过电压。

下面主要讨论利用电力电容器、同步调相机和静止补偿器进行并联补偿调压的问题。

3.2并联补偿调压原理

并联补偿调压实质上是利用无功补偿设备来改变电力网的无功功率

分布，达到调压目的。从电力网的电压损耗计算公式

知，运行中的电力网，有功功率的输送容量p由负荷或调度决定，不能随便改变。如果负荷需要的无功功率可由无功补偿设备就地提供，这样能减少无功功率q在电力网中的输送容量，因而可以减少电力网的电压损耗，提高负荷端电压。

4调压方法的分析与综合

实际电力系统的调压问题，很少是用单一措施就得以解决的。一般而论，对上述各种调压措施的合理选用可概括如下：利用发电机调压不附加设备也就不需附加投资，是首先应考虑的调压措施。当发电机母线没有负荷时，一般可在95％～105％的范围内调压；当发电机母线有负荷时，一般

采用逆调压。合理使用发电机调压后，在大多数情况下都可以减轻其他调压措施的负担。

当电力系统中的无功功率供应比较充裕时，利用改变变压器的变比或分接头调压可以取得成效。普通变压器只能在退出运行后才能改变分接头，在不要求逆调压时，适当调整分接头可满足调压要求；在要求逆调压时，必须采用有载调压变压器或串联加压器，而串联加压器需附加设备。采用各种类型的有载调压变压器后，几乎可以满足系统中各负荷点对电压质量的要求。有载调压变压器的特殊功能还体现在系统间联络线以及中低压配电网络中的应用方面。在联络线上装设串联加压器后，可使两个系统的电压调整互不影响，即分散调压；中低压配电网络的线路电阻较大，往往不得不采用有载调压变压器。

改变变压器变比调压有一定的局限性。普通变压器在运行过程中不能改变变比也就不能调整电压；采用有载调压变压器虽能带负荷切换变比，但又必须以系统电源无功充足为前提。当系统电源无功不足时，系统电压水平偏低，在有有载调压变压器的地区由它的作用可将该地区电压升高，从而该地区负荷需求的无功功率也增加，造成整个系统无功缺额加大，导致整个系统电压水平进一步地下降，电压质量更不能得到保证。显然，这样对系统很不利。但只要电力系统电源无功充裕，使用有载调压变压器确为有效且灵活的调压措

施。随着对电能质量认识水平的提高，以及制造水平的进步，有载调压变压器将在我国电力网中得到广泛地使用。

对无功功率不足的电力系统，应设置无功功率补偿设备进行调压，以增加系统的无功功率电源，如采用并联补偿，设置电容器、调相机或静止补偿器等附加的设备。前面分析知，一般电力系统若只有发电机为无功电源，系统的无功功率总是不够的。所以，基本上在任何电力系统中都须采用并联补偿的措施。而且，在采用这些并联补偿设备后，还可以减少网络中无功功率的流通，降低网络中有功功率和电能的损耗。

作为调压措施之一的串联补偿电容器，其调压效果显著，特别适用于电压波动频繁、负荷功率因数低的场合。但由于设计、运行等方面的原因，目前很少应用。

应特别指出，在电力系统中具体采用何种调压措施，需要进行技术经济比较。所选择的调压措施在技术上应优越，可完全满足调压要求，而且还要具有最优的经济指标。对各种初选调压措施进行比较时，应计算其折旧维修费、投资回收费和电能损耗费，这三项指标之和最小的方案才是经济上最优的方案。具体的比较方法从略。

不同的调压措施各有其优缺点，如果将各种调压措施组合起来以取长补短，就会取得更好的调压效果，可称为组合调压。组合调压需要分析负荷变化、各类调压措施同时调整