电力系统的电压调整解析

由于补偿前后，变 压器低压侧的电压 变化不大，因此第 二项可以忽略
所需补偿的无功功率为：
调压的要求 补偿容量： 变压器变比
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并联无功补偿措施的选取 ⊙并联电容器（并补） 最小负荷时，全部切除，按照最小负荷选择变压器变比； 最大负荷时，全部投入，按照最大负荷选安装容量；
UN为母线的额定电压，kV
保证电压偏移在允许的范围内，是电力系统运行的主 要要求之一。 电力系统的要求
：安全、可靠、 优质、经济
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我国规定的电压偏移的范围： 35kV及以上供电电压：±5%
10kV及以下三相供电电压： ±7%
220kV单相供电电压：+5%~-10% 农村电网： 正常运行情况：+7.5%~-10 事故运行情况：+10%~-15%
当线路末端未装无功补偿装置，且不计电压降落的横分量时，等值电源 母线电压为：
其中，R∑和X ∑为归算到高压侧的总电阻和电抗，U2’为未装 无功补偿设备时，变压器二次侧电压归算到高压侧的值。
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而当变压器低压母线上加装无功补偿设备之后，等值电路为：
此时，等值电源母线电压为：
第二章 第八节 电力系统的电压调整
刘轩东
西安交通大学高电压技术教研室
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电压调整的基本概念
为什么要进行电压调整：
还有 什么 指标 ？
电压是衡量电能质量的主要指标之一，电压偏移超过允 许值，会给电力系统的经济和安全等方面带来非常不利 的影响。 电压偏移的定义： 上式中， U为系统母线电压；单位为kV
变压器变比调压的先决条件？
电网中无功电源容量充足
Why？
若该条件不满足，只靠改变变压器的分接头，是无法达到调压目的的。 该方法的实质是改变无功的分布，若 此时必须合理的加装无功补偿装置。 无功容量不足，何来改变分布？
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2.8.4并联无功补偿装置调压
基本思路：在电力系统适当地点加装无功补偿装置，减少线 路和变压器中输送的无功功率，从而改变线路和变压器的电 压损耗，达到调压的目的。
1、顺调压
最大负荷运行方式时，中枢点的电压不应低于线路额 定电压的102.5%； 最小负荷运行方式时，中枢点的电压不应高于线路额 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
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适用于供电线路较长，
2、逆调压 负荷变动较大的中枢点 最大负荷运行方式时，中枢点的电压要比线路额定电 压高5%；
因此，不能完全依靠发电机进行电压调节。
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2.8.3改变变压器变比调压
先决条件：电 网无功电源容 量充足 降压变压器及其等值电路 不考虑变压器功率损耗时：
U2N为降压变压器低压侧额定电压，U1t为降压变压器 高压侧某分接头电压，将变比用分接头电压表示，可 求得变压器高压侧分接头电压：
电压调整措施： 1、改变发电机端电压调压 2、 改变变压器的变比调压
3、改变网络的无功分布调压
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4、 改变网络参数调压
2.8.2利用发电机调压
2.7节中讲过发电机可作为无功功率电源 改变发电机端电压的电压调节方法不用另外增加设备，在各种调压 方式中应该优先考虑。其主要特点为：
基本思路：
1、按照最小负荷时，低压侧要求的电压U2min，确定分 接头电压（k）；
2、按照最大负荷时，低压侧要求的电压U2max，以及已 经确定的k值，确定补偿容量Qc
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并联无功补偿措施的选取 ⊙同步调相机（并补） 最小负荷时，欠激运行，作为无功负荷，吸收感性无功； 最大负荷时，过激运行，作为无功电源，输出感性无功。
通过改变发电的励磁电流来实现逆调压 是一种经济、直接的调压手段 实质上是调节发电机无功出力。
由发电机直接供电的小系统调压方法：
最大负荷时，系统电压损耗最大，发电机保持较高的端电压 ，以提高网络电压 最小负荷时，发电机应维持低一些的电压，以满足电力网络 电压的要求
存在问题：
难以兼顾机端负荷和远方负荷的要求； 多级电压系统中，只能作为辅助调压措施。
最小负荷运行方式时，中枢点的电压要等于线路的额 定电压；
3、恒调压 最大和最小负荷方式时保持中枢点电压为线路额定 电压的1.02~1.05倍；也称为常调压。
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电压调整的基本原理
k1：升压变压器变比
k2：降压变压器变比 R∑+X∑：归算到高压侧的 变压器和线路的总阻抗 忽略掉变压器励磁支路和线路的并联支路以及网络的 功率损耗，则负荷点的电压可表示为：
第二种情况发生时，必须要与其他调压 方式进行配合才能达到调压目的。
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现在回顾刚才的推导过程，掌握分接头的选择步骤： 1、最大负荷时，分接头电压的计算； 2、最小负荷时，分接头电压的计算； 3、分接头电压平均值的计算； 4、标准分接头电压的选择；
5、最大、最小负荷时，变压器低压侧实际运行电压 的校验。
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电压监视中枢点（电压中枢点）
主要包括：
若这些主要节点电压满 足要求，则这些节点附 近的其他节点电压也能 满足要求
区域性发电厂的高压母线
枢纽变电站的二次母线 有大量地方性负荷的发电厂母线
电压调整的主要方式： 1、顺调压
2、逆调压
3、恒调压
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此时求得的变压器分接头，只是某一种运行方式下的分接头，不能满足各 种不同运行方式的要求，在实际计算中，分别取最大负荷和最小负荷两种 情况，计算出高压侧最高电压和最低电压，然后取平均值。
U2max、U2min分别为最大、最小负荷时变压器低压侧要求的电压。
存在问题： 根据此种方法确定的U1t如果不是变压器所具有的分接头电压，则根据U1t 选择一个最接近的实际分接头电压，然后校验所选的分接头是否能够满足 低压侧母线电压的要求； 若U2max和U2min均在要求范围内，则认为该分接头满足调压要求； 若U2max和U2min相差较大，可能无论选择哪个分接头都无法满足调压要求 ！