110KV电力网最大负荷下的无功补偿和调压计算

学号**********

《电力系统稳态分析》

课程设计

题目：110kv电力网最大负荷下的无功补偿和调压计算系院：物理与机电工程学院

专业：电气工程及其自动化131班

作者：伟

指导教师：永科职称：副教授

完成日期： 2 0 1 6 年06 月12

河西学院本科生课程设计任务书

目录

摘要 (1)

第1章原始数据及设计要求 (2)

1.1节点负荷与电力网接线图 (2)

1.2 设计容及要求 (2)

第2章无功补偿原理及方法 (3)

2．1无功补偿设计原理 (3)

2.2无功补偿的一般方法 (4)

2.3无功补偿装置的分类 (5)

2.3.3静止无功补偿器 (6)

2.4 无功功率与电压的调整 (7)

第3章电力系统的参数计算 (9)

3.1已知的系统参数 (9)

3.2各系统元件参数计算 (9)

第4章负荷节点的无功补偿 (10)

4.1无功补偿的相关计算 (11)

4.2电容组的选择 (11)

第5章无功补偿后电网的潮流计算 (11)

5.1变电所T-2的功率损耗和潮流计算 (11)

5.2线路L耗和潮流计算-2的功率损 (13)

5.3变电所T-3的功率损耗和潮流计算 (13)

5.4线路L-1的功率损耗和潮流计算 (14)

5.5变电所T-1的功率损耗和潮流计算 (15)

第6章电路系统的调压计算 (16)

6.1调整电压的必要性 (16)

总结 (17)

摘要

随着我国经济建设的不断发展，电网的工作运行收到极大的考验，目前许多变电站普遍存在负荷过重的情况，需要假装无功补偿装置来提高电网输送能力。本文根据电网变压器线路无功损耗产生机理，详细阐述了220KV变电站电力变压器无功补偿计算方法，以提高输电设备的利用率，降低电力系统设备的损耗和有功网损，减少能耗和发电费用，最后对最优方案进行调压计算。

关键字：电力网无功补偿调压计算

第1章原始数据及设计要求

1.1节点负荷与电力网接线图

电力系统接线图如图1所示,发电厂A的高压母线为110KV,各变电所中分别装设2

.

台主变压器,110KV线路为双回路钢芯铝绞线

1.2 设计容及要求

按就地无功补偿方式进行无功补偿；选择标准电容组进行无功补偿后的潮流计算；通过改变变压器分接头方式,使各母线电压水平符合国家相关规程规定。

第2章无功补偿原理及方法

2．1无功补偿设计原理

电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。

无功补偿的基本原理是：把具有容性功率负荷的装置与感性功率负荷并联接在同一电路，能量在两种负荷之间相互交换。这样，感性负荷所需要的无功功率可由容性负荷输出的无功功率补偿。

电网中的许多用电设备是根据电磁感应原理工作的。它们在能量转换过程中建立交变磁场，在一个周期吸收的功率和释放的功率相等，这种功率叫无功功率。电力系统中，不但有功功率平衡，无功功率也要平衡。

有功功率、无功功率、视在功率之间的关系为：

图2 各功率几何关系

其中：S为视在功率；P为有功功率；Q为无功功率；ψ角为功率因数角，它的余弦是有功功率与视在功率之比，即。由功率三角形可以看出，在一定的有功功率下，用电企业功率因数越小，则所需的无功功率越大。如果无功功率不是由电容器提供，则必须由输电系统供给，为满足用电的要求，供电线路和变压器的容量需要增大。这样，不仅增加供电投资、降低设备的利用率，也将增加线路损耗。为此，国家供用电规则规定：无功电力应就地平衡，用户应在提高用电自然功率因数的基础上，设计和装置无功补偿设备，并做到随其负荷和电压变动及时投入或切除，防止无功倒送。还规定用户的功率因数应达到相应的标准，否则供电部门可以拒绝供电。因此，无论对供电部门还是用电部门，对无功功率进行自动补偿以提高功率因数，防止无功倒送，从而节约电能。

改变功率因数作用；一、改善供电品质，提高功率因数。二、减少电力的损失，工厂动力配线依据不同的线路及负载情况，使用电容提高功率因数后，总电流降低，可降低供电端与用电端的电力损失。三、延长设备寿命。改善功率因数后线路总电流减少，使接近或已经饱和的变压器、开关等机器设备和线路容量负荷下降，可以降低温度增加寿命。四、满足电力系统对无功补偿的监测要求，消除功率因数过低而产生的罚款。

2.2无功补偿的一般方法

无功补偿通常采用的方法主要有3种：低压个别补偿、低压集中补偿、高压集中补偿。下面简单介绍这3种补偿方式的适用围及使用该种补偿方式的优缺点。

2.2.1低压个别补偿

低压个别补偿就是根据个别用电设备对无功的需要量将单台或多台低压电容器组分散地与用电设备并接，它与用电设备共用一套断路器。通过控制、保护装置与电机同时投切。随机补偿适用于补偿个别大容量且连续运行(如大中型异步电动机)的无功消耗，以补励磁无功为主。低压个别补偿的优点是：用电设备运行时，无功补偿投入，用电设备停运时，补偿设备也退出，因此不会造成无功倒送。具有投资少、占位小、安装容易、配置方便灵活、维护简单、事故率低等优点。

2.2.2低压集中补偿

低压集中补偿是指将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。低压补偿的优点：接线简单、运行维护工作量小，使无功就地平衡，从而提高配变利用率，降低网损，具有较高的经济性，是目前无功补偿中常用的手段之一。

2.2.3高压集中补偿

高压集中补偿是指将并联电容器组直接装在变电所的6～10kV高压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数，避免功率因数降低导致电费的增加。同时便于运行维护，补偿效益高。