II-4+電力系統(tǒng)無功功率和電壓調(diào)整1潘=32

第二篇電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)

Part2Steadyanalysis

電力系統(tǒng)計算的標么制

電力系統(tǒng)潮流

電力系統(tǒng)頻率

電力系統(tǒng)電壓2000-10-91第四章電力系統(tǒng)的無功功率和電壓調(diào)整2000-10-924-1概述無功電源：發(fā)電機，調(diào)相機、電容器、靜止補償器特點：種類多，分散安裝電壓質(zhì)量的保證：首先應(yīng)有充足的無功電源；無功電源的配置要合理；必要的電壓調(diào)整措施2000-10-934-2電力系統(tǒng)無功功率的平衡無功功率負荷和無功功率損耗1、無功負荷2000-10-94系統(tǒng)中主要的負荷（特別是無功負荷）是異步電動機，異步電動機吸收無功。2000-10-95變壓器無功功率損耗

1）勵磁支路損耗，近似為I0％，約為1～2％SN；2）繞組漏抗中的損耗，變壓器通過額定負荷時，基本上與短路電壓的百分值相等，約10％SN；因此一臺變壓器總的無功損耗，在變壓器滿載時約為11~12%SN，對多電壓級網(wǎng)絡(luò)，其值更是可觀。2000-10-96其典型計算結(jié)果為：所有變壓器都滿載半載變壓器勵磁支路損耗7% 7%變壓器繞組中漏抗損耗 50% 12.5%變壓器總無功損57% 19.5%變壓器總損耗/變壓器負荷57/100 39/100因此，變壓器的無功損耗占總負荷的比例相當高。比有功損耗大得多。（有功損耗一般10%左右）例：2000-10-973電力線路的無功功率損耗一般35kv及以下架空線充電功率很小，這種線路吸收無功。110kv及以上線路當傳輸功率較大時，電抗中消耗的無功功率大于充電功率，因而吸收無功；當線路負載較輕時，充電功率大于電抗中消耗的無功功率，線路成為無功電源。2000-10-98無功功率電源1、發(fā)電機2000-10-992調(diào)相機過激（勵）運行：提供無功功率欠激（勵）運行：吸收無功功率，欠激時的最大容量為過激容量的50~65%，一般：缺點：旋轉(zhuǎn)設(shè)備運行維護比較復(fù)雜；有功損耗較大，△P=1.5~5%額定容量；增大系統(tǒng)短路時的短路電流；投資大。我國調(diào)相機一般裝在大型樞紐變電所，以便平滑調(diào)節(jié)電壓和提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。2000-10-9103.靜電電容器缺點：電容器的無功功率調(diào)節(jié)性能較差，

優(yōu)點：裝設(shè)容量可大可小，既可集中，又可分散就地供應(yīng)無功；運行時功率損耗也小，約為額定容量的0.3~0.5%；由于無旋轉(zhuǎn)設(shè)備，維護方便；實際運行時可根據(jù)系統(tǒng)負荷的變化，分組的投入或切除。2000-10-9114.靜電補償器2000-10-912比較：1、同步調(diào)相機調(diào)節(jié)性能好，但其投資維護費用高；2、電容器電壓調(diào)節(jié)性能稍差，投資、運行費用小，裝設(shè)靈活、方便；3、靜止補償器介于兩者之間。目前，國外許多發(fā)達國家已不使用同步調(diào)相機，我國還較重視。電容器使用最普遍。2000-10-913三無功功率的平衡

所謂無功功率平衡，就是要使系統(tǒng)的無功電源所發(fā)出的無功功率與系統(tǒng)的無功負荷和無功損耗相平衡。同時，為了運行的可靠性及適應(yīng)系統(tǒng)負荷的發(fā)展，還要求有一定的無功備用。發(fā)電機提供補償設(shè)備提供調(diào)相機電容器靜止補償器QR——無功功率的備用容量，可取7~8%最大無功負荷2000-10-914式中：QL—按負荷的功率因數(shù)計算，一般未經(jīng)補償?shù)臒o功負荷功率因數(shù)較低，即0.6~0.9。而我國規(guī)程規(guī)定，以35kv及以上電壓直接供電的工業(yè)負荷，功率因數(shù)不得低于0.9，對其它負荷功率因數(shù)不得低于0.85。因此作無功平衡時，要先補償，提高負荷的功率因數(shù)。

QG—按其額定功率因數(shù)計算發(fā)電機發(fā)出的無功。這樣，發(fā)電機還可作為無功備用。QC—調(diào)相機、電容器等的無功功率按其額定容量計算。無功損耗由三部分組成：變壓器中的無功損耗，線路電抗中的損耗，線路電納中的無功功率損耗，（吸收容性無功）2000-10-915

無功功率平衡工作，不需要每時每刻做，可以間隔一段時間（如一天、一月、一季度或一年）進行一次。當然，進行無功功率計算的前提是電壓水平正常，這與有功平衡系統(tǒng)頻率正常一樣。電壓水平不正常時的無功平衡也就沒有意義。2000-10-9164-3電力系統(tǒng)中無功功率的最優(yōu)分布（經(jīng)濟分布）無功功率電源的最優(yōu)分布無功功率負荷的最優(yōu)補償先提高負荷的功率因數(shù)2000-10-917無功功率電源的最優(yōu)分布：

等網(wǎng)損微增率

目標：有功網(wǎng)損最小有功網(wǎng)損：與各節(jié)點無功功率電源QGi有關(guān)。目標函數(shù)：等式約束：2000-10-918建立拉格朗日函數(shù)。不等式約束：求解：2000-10-919結(jié)果：2000-10-920與前述有功功率最優(yōu)分配關(guān)系：網(wǎng)損微增率 耗量微增率無功功率網(wǎng)損修正系數(shù) 有功網(wǎng)損修 正系數(shù)2000-10-9214-4電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整一調(diào)整電壓的必要性1.對用戶的影響（1）對照明設(shè)備的影響2000-10-922（２）異步電動機（３）電爐負荷電爐等電熱設(shè)備的出力大致與電壓的平方成正比，電壓降低就會延長電爐的冶煉時間，降低生產(chǎn)率。2000-10-923２.對系統(tǒng)本身的影響電壓偏移過大，除影響用戶的正常工作外，對電力系統(tǒng)本身也有不利影響。網(wǎng)絡(luò)損耗

電壓過低時,某些樞紐變電所電壓再受到微小擾動,有可能頃刻之間電壓大幅度下降,造成系統(tǒng)“電壓崩潰”，這就使電力系統(tǒng)由于電壓而失去穩(wěn)定，導(dǎo)致各電廠之間解列，系統(tǒng)解體。 電壓過高時，各種電氣設(shè)備的絕緣可能受到損害，在超高壓電網(wǎng)中還將增加電暈損耗等。2000-10-924綜上所述，在系統(tǒng)無功功率平衡的基礎(chǔ)上，合理地調(diào)整電壓，使它們的偏移量不超過允許范圍是十分重要的。2000-10-925電壓波動和電壓管理1.電壓波動

周期長、涉及面大、變化幅度大，主要由生產(chǎn)、生 活和氣象變化引起的負荷和電壓變動——習(xí)慣稱電 壓調(diào)整周期相對較短，涉及面也較小，變化幅度較小的由 沖擊性或間歇性負荷引起的電壓波動——電壓波動2000-10-926限制電壓波動的措施：最常用的就是由大容量變電所設(shè)專用母線或?qū)＞€向這類負荷供電，并采取一些補償措施。2000-10-927（1）在線路上串聯(lián)電容器（2）設(shè)置調(diào)相機用電容器調(diào)無功不如此兩種（3）裝設(shè)靜止補償器 靈活，故不用（沖擊負荷一 會兒上來，一會兒下去）抵償線路的電抗，減少線 提供負荷波動的無功，路電壓損失，從而限制電 保持母線電壓相對平壓波動的幅度 衡2000-10-928下面具體說明一下自飽和電抗器型靜止補償器消除波動負荷引起電壓偏移的原理。靜止補償器有兩個支路，一條支路C、Lf呈容性，為系統(tǒng)提供感性無功當系統(tǒng)中有高次諧波時可將它們?yōu)V掉；支路Cs，L呈感性且當流過其電流達到一定值時呈飽和。 (d)補償器電路2000-10-929如圖(e)所示,兩個支路的電流一個滯后電壓、一個超前電壓正常時， 當 的相位將趨于超前，即C、Lf支 路占主導(dǎo)，向系統(tǒng)提供無功，從而輸電線路上的電 壓降減少，，從而保持電壓基本恒定。

（可能工作在A點）2000-10-930電壓管理電壓變動：由于生產(chǎn)、生活、氣象條件等變化引起的變動

由于系統(tǒng)中元件故障或其它原因引起網(wǎng)絡(luò)阻抗變化。由上述原因引起的電壓變動相當大，在大型電力系統(tǒng)中，最大電壓損耗可達20~30%以上。因此必須對由此引起的電壓變動進行調(diào)整。2000-10-931中樞點電壓的確定

①區(qū)域性水火電廠的高壓母線；②樞紐變電所的二次母線；③有大量地方負荷的發(fā)電機電壓母線。2000-10-932例如：確定中樞點電壓允許范圍，即系統(tǒng)如圖

（a）網(wǎng)絡(luò) （b）日負荷曲線 （c）日負荷曲線2000-10-933（d）的變化曲線（e）變化 （f）負荷在線路上流動時引起的電壓損耗分別如圖（d）,（e），負荷j、k允許的電壓偏移均為±5%UN，如圖（f）2000-10-934j對i點電壓的要求：0~8時為8~24時，i點應(yīng)維持的電壓2000-10-935k對i點電壓的要求：0~16時，i點應(yīng)維持的電壓：16~24時，i點應(yīng)維持的電壓：2000-10-936(a)j對i電壓的要求 (b)k對i電壓的要求2000-10-937綜合j、k對i點電壓的要求，可得i點電壓允許的變化范圍為如圖（a）陰影所示（Uimin

跑到Uimax上面去了）（a）能同時滿足j、k的要求（b）不能同時滿足j、k的要求2000-10-938

由圖可知，中樞點電壓允許變化的范圍大大縮小了。最大為7%，最小只有1%。一般按兩種極端情況確定：在地區(qū)負荷最大時，電壓最低負荷點的允許電壓下限加上到中樞點的電壓損耗等于中樞點的最低電壓；在地區(qū)負荷最小時，電壓最高負荷點的允許電壓上限加上到中樞點的電壓損耗等于中樞點的最高電壓。即 當?shù)貐^(qū)負荷最大時Pmax當P=Pmin2000-10-939（2）電力系統(tǒng)調(diào)壓方式：1）逆調(diào)壓高峰負荷：中樞點電壓保持105%UN

低谷負荷：中樞點電壓保持UN逆調(diào)壓一般適用于供電線路較長、負荷變動較大的中樞點調(diào)壓。中樞點采用逆調(diào)壓可以改善負荷點的電壓質(zhì)量。2000-10-9402）順調(diào)壓高峰負荷：中樞點電壓不低于1.025UN

低谷負荷：中樞點電壓不高于1.075UN逆調(diào)壓一般適用于供電線路不長、負荷變動較小，線路上電壓損耗小的中樞點調(diào)壓。3）常調(diào)壓常調(diào)壓：在任何負荷下，中樞點電壓保持一基本數(shù)值不變。一般取102~105%UN2000-10-941（3）電壓調(diào)整的基本原理

擁有充足的無功功率電源是保證電力系統(tǒng)有較好的運行電壓水平的必要條件，但要使所有用戶的電壓質(zhì)量都符合要求，還必須采用各種調(diào)壓手段。①調(diào)節(jié)發(fā)電機勵磁電流以改變發(fā)電機端電壓UG；②適當選擇變壓器的變比；③改變線路的參數(shù)；④改變無功功率的分布2000-10-9421）發(fā)電機調(diào)壓當然，在各種調(diào)壓手段中，首先應(yīng)考慮發(fā)電機調(diào)壓，因為它不需要花費額外的投資。a.完全靠發(fā)電機調(diào)壓孤立發(fā)電廠（或發(fā)電機母線直接供電）不經(jīng)升壓直接供電的小型電力網(wǎng)，因供電線路不長，線路上電壓損耗小，故可改變發(fā)電機母線電壓，實行逆調(diào)壓以滿足負荷對電壓質(zhì)量的要求。2000-10-943最大負荷時最小負荷時2000-10-944b.發(fā)電機輔助調(diào)壓當發(fā)電機經(jīng)多級網(wǎng)絡(luò)向負荷供電時，僅靠發(fā)電機調(diào)壓往往不能滿足電壓要求。最大負荷時，線路末端的電壓損耗為： 相差21%最小負荷時，線路末端的電壓損耗為：2000-10-945對有若干發(fā)電廠并列運行的電力系統(tǒng)，利用發(fā)電機調(diào)壓會出現(xiàn)新問題。節(jié)點的無功功率與節(jié)點電壓有密切的關(guān)系。如圖為兩個電廠并列運行的情況，若要發(fā)電廠G1的高壓母線A的電壓提高5%，大約該電廠要多發(fā)25MVAR的無功功率。因而要求進行電壓調(diào)整的電廠具有相當充裕的無功功率容量儲備，而這很難做到。另外，調(diào)整個別電廠的無功出力，會引起系統(tǒng)中無功的重新分配，還有可能與無功的經(jīng)濟分配發(fā)生矛盾。所以在大型電力系統(tǒng)中借助發(fā)電機調(diào)壓只是一種輔助調(diào)壓措施。2000-10-9462）改變變壓器變比的調(diào)壓方式1.變壓器分接頭的選擇

6300KVA及以下的變壓器有三個分接頭為UN±5% 1.05UNUN0.95UN——分接頭電壓

8000KVA及以上的變壓器有五個分接頭為UN±2*2.5%

變壓器低壓側(cè)不設(shè)分接頭。對三繞組變壓器，一般在高、中壓繞組設(shè)分接頭。2000-10-947下雙繞組變壓器分接頭的選擇：⑴降壓變壓器分接頭的選擇如圖為一降壓變壓器。若通過功率為P+jQ，高壓側(cè)實際電壓為U1，低壓側(cè)實際電壓為U2，歸算到高壓側(cè)的變壓器阻抗為RT+jXT，歸算到高壓側(cè)的變壓器電壓損耗為。顯然有2000-10-948式中： 是變壓器的變比

U1t——高壓繞組分接頭電壓

U2N——低壓繞組額定電壓若將k代入，即可得U1t為

當變壓器通過不同的功率時，高壓側(cè)電壓U1，電壓損耗以及低壓側(cè)所要求的的實際電壓U2都要發(fā)生變化。通過計算可求出在不同的負荷下為滿足低壓側(cè)調(diào)壓要求所應(yīng)選擇的高壓側(cè)分接頭電壓。普通的雙繞組變壓器的分接頭只能在停電的情況下改變。在正常的運行中無論負荷怎樣變化只能有一個固定的2000-10-949分接頭。為此可以分別求出最大負荷和最小負荷下所要求的分接頭電壓，然后取它們的平均值，最后選擇一個與平均值最接近的分接頭。最大負荷： （6-14） （6-15）

其算術(shù)平均值為：選擇與U1tav最接近的分接頭，然后校驗最大負荷和最小負荷時低壓母線上的實際電壓是否符合要求。例：降壓變壓器及等值電路如圖所示。歸算到高壓側(cè)的阻抗為RT+jXT=2.44+j40。最大負荷和最小負荷時通過變壓器2000-10-950的功率分別為Smax=28+j14MVA和Smin=10+j6MVA，高壓側(cè)的電壓分別為U1max=110kv和U1min=113kv（順調(diào)壓）。要求低壓母線的電壓變化不超過6.0~6.6kv的范圍，試選擇分接頭。

31.5MVA （b）（a） 解：先計算最大負荷和最小負荷時變壓器的電壓損耗

2000-10-951假定最大負荷和最小負荷時低壓側(cè)的電壓分別取U2max=6.0kv,U2min=6.6kv,則取平均值：選最接近的分接頭U1t=107.25kv按所選分接頭校驗低壓母線的實際電壓。2000-10-952因此所選分接頭能滿足調(diào)壓要求。（2）升壓變壓器分接頭的選擇選擇升壓變壓器分接頭的方法基本與降壓變壓器相同。所不同的是升壓變壓器中功率方向是從低壓側(cè)送往高壓側(cè)（如圖），因此有

升壓變壓器而 ，從而有2000-10-953式中U2：變壓器低壓側(cè)實際電壓或給定電壓

U1：高壓側(cè)所要求電壓這里要注意升壓變壓器與降壓變壓器繞組的額定電壓略有差別。另外發(fā)電機端電壓不能超過其允許電壓。例：升壓變壓器容量為31.5MVA，變比為121±2×2.5％/6.3kv,歸算到高壓側(cè)的阻抗為3+j48。最大負荷、最小負荷時通過變壓器的功率分別為Smax=25+j18MVA，Smin=14+j10MVA，高壓側(cè)的要求電壓分別為U1max=120kv和U1min=114kv。發(fā)電機電壓的調(diào)整范圍是6.0～6.6kv。試選擇分接頭。解：2000-10-954最大負荷時U2max=6.6kv,最小負荷時U2min=6kv選最接近的分接頭U1t=124.025kv。驗算發(fā)電機端電壓的實際要求：2000-10-955經(jīng)驗證，滿足要求。（3）三繞組變壓器分接頭的選擇上述選擇雙繞組變壓器分接頭的計算公式也適用于三繞組變壓器的分接頭選擇，但需要根據(jù)變壓器的運行方式分別地或依次地逐個進行。通過以上例題可以看到，采用固定分接頭的變壓器進行調(diào)壓，不可能改變電壓損耗的數(shù)值，也不能改變負荷變化時副方電壓變化幅度；通過對變比的適當選擇，只能把這一電壓變化幅度對副方額定電壓的相對位置進行適當?shù)恼{(diào)整（升高或降低）。2000-10-956

重新選擇

變比若計及變壓器電壓損耗在內(nèi)的總電壓損耗，最大負荷和最小負荷時的電壓變化幅度（如12％）超過了分接頭可能調(diào)整范圍（如±5％）；或者調(diào)壓要求的變化趨勢與實際的相反（如逆調(diào)壓時），則靠選普通變壓器的分接頭的方法就無法滿足調(diào)壓要求。這時可采用裝設(shè)帶負荷調(diào)壓的變壓器或采用其它調(diào)壓措施。2000-10-957帶負荷調(diào)壓變壓器有兩種本身就具有調(diào)壓繞組的有載調(diào) 壓變壓器 帶有附加調(diào)壓器的調(diào)壓變壓器2.有載調(diào)壓變壓器有載調(diào)壓變壓器可以在帶負荷的條件下切換分接頭，而且調(diào)節(jié)范圍也較大，一般在15％以上。目前我國暫定：110kv的調(diào)壓變壓器有7個分接頭，即 UN±3×2.5％

220kv的調(diào)壓變壓器有9個分接頭，即 UN±4×2％采用有載調(diào)壓變壓器時，可以根據(jù)最大負荷算得的U1tmax值和最小負荷算得的U1tmin來分別選擇各自合適的分接頭。2000-10-958這樣就能縮小副方繞組電壓的變化幅度，甚至改變電壓變化的趨勢。一般，如系統(tǒng)中無功功率不缺乏，凡采用普通變壓器不能滿足調(diào)壓要求的場合，采用有載調(diào)壓器后，都可滿足調(diào)壓要求。具體有載調(diào)壓變壓器的接線圖這里不再介紹了。2000-10-9596-5電力系統(tǒng)的電壓調(diào)整——利用無功功率 補償調(diào)壓對于無功功率較充足的系統(tǒng)，通過發(fā)電機和變壓器調(diào)壓基本上可使各負荷點的電壓保持在允許范圍內(nèi)，但當系統(tǒng)中無功電源不夠充足時，就必須采用無功功率補償調(diào)壓。前者不須附加設(shè)備，而后者必須借助于無功電源。無功功率的產(chǎn)生基本上不消耗能源，但是無功功率沿電力網(wǎng)傳送卻要引起有功功率損耗和電壓損耗。合理地配置無功功率補償容量，以改變電力網(wǎng)的無功潮流分布，可以減少網(wǎng)絡(luò)中的有功功率損耗和電壓損耗，從而改善用戶的電壓質(zhì)量。本節(jié)主要從調(diào)壓要求的角度來討論無功功率補償容量的選擇問題。這類補償設(shè)備大致可分為：2000-10-960并聯(lián)電容器并聯(lián)補償調(diào)相機并聯(lián)在主電路中，提供感性無功功率 靜止補償器串聯(lián)補償：串聯(lián)在主電路中的電容器。抵償線路中的感抗。6-5-1并聯(lián)補償設(shè)備調(diào)壓1.各種補償設(shè)備的調(diào)壓方式不管哪種補償設(shè)備，其工作原理都是在高峰負荷（重負荷）時發(fā)感性無功功率，補償負荷所需無功，從而減少這部分感性無功在線路上產(chǎn)生的電壓降落，以提高負荷的端電壓。不同的補償設(shè)備其調(diào)壓方式不盡相同。2000-10-961（1）調(diào)相機改變勵磁電流if來調(diào)節(jié)其供應(yīng)或吸收的感性無功功率。若其安裝處端電壓恒定，則無功功率與勵磁電流之間有線性關(guān)系。隨著勵磁電流if的增加，其發(fā)出的感性無功隨之增加。（2）靜止補償器靜止補償器有多種形式，最典型的形式有： 調(diào)相機調(diào)節(jié)性能自飽和電抗器：不可控，其工作原理同前。主要用于限制 電壓波動。直流助磁飽和電抗器：改變直流助磁電流iclc改變電抗器吸2000-10-962取的感性無功功率，從而改變補償器供應(yīng)或吸取的感性無功功率。高端電壓恒定時,其發(fā)出的（或吸收）無功功率與idc基本成線性關(guān)系。如圖所示：

直流助磁 可控硅控制電抗器型靜止補償器1—投入全部電容器2—投入部分電容器3—不投入電容器2000-10-963（3）并聯(lián)電容器只能吸取容性無功功率，不能調(diào)節(jié)，只能成組投入以改變其供應(yīng)的感性無功功率。由于調(diào)節(jié)方式的不同，從而補償設(shè)備的運行方式也不相同。若補償后負荷點在任何情況下其感性無功功率為定值（實際上電容器無法達到此要求）。下面僅以調(diào)相機為例來說明。1—補償前2—補償后（a）負荷功率 （b）調(diào)相機功率 并聯(lián)設(shè)備的運行方式2000-10-964上圖（a）中相對線2的正負功率正好由調(diào)相機來提供。有關(guān)靜止補償器的運行方式大家自己看，在此不再介紹。可以想象由于電容不能吸收感性無功，所以用電容進行補償后不能使無功負荷保持恒定。2.按調(diào)壓要求選擇無功補償設(shè)備容量如圖為一簡單網(wǎng)絡(luò)，供電點的電壓U1和負荷功率P+jQ已給定，線路電容和變壓器的勵磁功率略去不計。

簡單電力網(wǎng)的無功功率補償2000-10-965未加補償設(shè)備之前，若不計電壓降的橫分量有：U2’——歸算到高壓側(cè)的變電所低壓母線電壓。在變電所低壓側(cè)設(shè)置容量QC無功補償裝置后，網(wǎng)絡(luò)傳送到負荷點的無功功率為（Q-QC），這時低壓側(cè)歸算到高壓側(cè)的電壓相應(yīng)變?yōu)閁2c’，故有：若補償前后U1保持不變，則有：由此可求得將變電所低壓母線電壓歸算值由U2’ U2C’時所需要的無功補償容量為：2000-10-966上式方括號中第二項值很小，故可略去，從而 （6-18）如果變壓器的變比為k，經(jīng)補償后變電所低壓側(cè)要求保持的實際電壓為U2C，則U2C’=kU2C。將其代入式（6-18）得： （6-19）由上式知補償容量QC與調(diào)壓要求（U2C為多少）和變壓器的變比選擇有關(guān)。k的選擇原則是：在滿足調(diào)壓的要求下，使無功補償容量為最小。2000-10-967下面就補償設(shè)備為靜止電容器、調(diào)相機為例分別闡述變比的選擇及無功補償容量的選擇。（1）補償設(shè)備為靜止電容器一般而言，大負荷時降壓變電所電壓偏低，小負荷時電壓偏高。而電容器只能發(fā)感性無功以提高電壓，不能吸收無功以降低電壓。為了充分利用補償容量，最大負荷時電容器應(yīng)全部投入，最小負荷時全部退出。具體計算步驟如下：根據(jù)調(diào)壓要求，按最小負荷時沒有補償?shù)那闆r確定變壓器的分接頭。設(shè)U2min’——最小負荷時低壓母線歸算到高壓側(cè)的電壓U2min——最小負荷時低壓母線要求保持的實際電壓2000-10-968則 ，由此可求出降壓變壓器的分接頭 電壓Ut為：再按最大負荷時的調(diào)壓要求計算補償容量。即 （6-20）式中U2Cmax——低壓母線補償后要求保持的實際電壓

U2max’——補償前低壓母線歸算到高壓側(cè)的電壓由式（6-20）計算求得QC后，從產(chǎn)品目錄（手冊）中選擇合適的設(shè)備。最后根據(jù)確定的變比和選定的容量，校驗實際的電壓變化。2000-10-969（2）補償設(shè)備為同步調(diào)相機同步調(diào)相機過激運行，發(fā)出感性無功功率使電壓升高，欠激運行吸收感性無功功率使電壓降低。若最大負荷時，調(diào)相機按額定容量過激運行，在最小負荷時按二分之一額定容量欠激運行，則調(diào)相機的容量將得到充分利用。根據(jù)以上條件可確定變比k。最大負荷時，同步調(diào)相機容量為： （6-21）最小負荷時調(diào)相機容量為： （6-22）2000-10-970兩式相除得：由此可得：按上式求得的k，選擇一個最接近的U1t，確定實際變比k=U1t/U2N,將此k代入式（6-21）可求出需要的調(diào)相機容量。根據(jù)手冊選擇容量最接近的調(diào)相機。并校驗電壓。靜止補償器的容量選擇同調(diào)相機，這里不再累述。電壓消耗 中兩個分量： 和 ：由有功和電阻產(chǎn)生。低壓電網(wǎng)中，導(dǎo)線截面小，R較大，因此這部分比重較大。2000-10-971 ：由無功和電抗產(chǎn)生。高壓電網(wǎng)中，X>R，這部分大于前一部分。所以在高壓電網(wǎng)中，減小輸送的無功功率可產(chǎn)生比較顯著的調(diào)壓效果。在低壓電網(wǎng)中這種調(diào)壓方法就不太合適。例題：P.2712000-10-9726-5-2通過串聯(lián)補償電容器調(diào)壓串聯(lián)電容器抵償線路中的感抗，既可用于調(diào)壓，也可提高電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。調(diào)壓：用于電壓等級較低如10kv、35kv、110kv串聯(lián)電容提高系統(tǒng)穩(wěn)定性：電壓等級較高的輸電系統(tǒng)如 220kv及以上。其作用在于提高輸送容量，從而 提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。電力系統(tǒng)暫態(tài)分析中介紹?，F(xiàn)在，我們主要討論串聯(lián)電容器用于調(diào)壓。設(shè)簡單系統(tǒng)如圖所示。2000-10-973串聯(lián)電容器補償未加串聯(lián)電容器補償前，有串聯(lián)電容器后就變成串聯(lián)電容器后電壓損耗之差為2000-10-974U2、U2C：串聯(lián)前后負荷端的電壓若近似認為它們都等于線路額定電壓UN，則由上式可得：△△U：為線路末端電壓要提高的數(shù)值求得XC后就可選擇串聯(lián)電容器的容量。線路上串聯(lián)接入的電容器是由許多單個電容器并聯(lián)組成，如圖。2000-10-975若每臺電容器的額定電流為INC，額定電壓為UNC，額定容量為QNC＝UNC·INC，則可根據(jù)通過的最大負荷電流Icmax和所需的容抗值XC分別計算電抗器串、并聯(lián)的臺數(shù)n、m以及三相電容器的總?cè)萘縌C： （6-25）

三相總共需要的電容器臺數(shù)為3mn。安裝時全部電容器串、并聯(lián)后裝在絕緣平臺上。串聯(lián)接入的電容器安裝的地點與負荷和電源的分布有關(guān)。地點選擇的原則時：使沿線電壓盡可能均勻，且各負荷點電壓均在允許范圍內(nèi)。在單電源線路上，當負荷集中在線路末端時，可將串2000-10-976聯(lián)電容器安裝在線路末端，以免始端電壓過高和通過電容器的短路電流過大；若沿線有若干負荷時，可安裝在未加串聯(lián)電容補償前二分之一線路電壓損耗處。（a）負荷集中在線路末端（b）沿線有若干負荷串聯(lián)電容器提高的末端電壓數(shù)值 （即調(diào)壓效果）隨無功負荷Q2的大小而變化，負荷大時增大，負荷小時減小，恰與調(diào)壓的要求一致。這是串聯(lián)電容器調(diào)壓2000-10-977的一個顯著優(yōu)點，它適用于負荷變化較頻繁的場合。但對負荷功率因數(shù)高（如cosφ〉0.95）或?qū)Ь€截面小的線路，由于分量的比重較大，串聯(lián)補償?shù)恼{(diào)壓效果就很小。故串聯(lián)電容器調(diào)壓一般用在供電電壓為35kv或10kv、負荷波動大而頻繁、功率因數(shù)又很低的配電線路上。補償度：補償所需的容抗值XC和被補償線路原來的感抗值X2之比。即k=XC/XL

在配電網(wǎng)絡(luò)中以調(diào)壓為目的串聯(lián)電容補償，其補償度接近于1或大于1，一般在1～4之間。2000-10-978《電力系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)分析》復(fù)習(xí)要點第一章電力系統(tǒng)的基本概念§1-1～§1-2有關(guān)基本概念和內(nèi)容要掌握§1-3要了解第二章電力網(wǎng)絡(luò)各元件的參數(shù)和等值電路§2-1電力線路的參數(shù)各類鋁線、銅芯鋁絞線的電抗、電阻、電導(dǎo)、電納的計算公式要記住?！?-2電力線路的等值電路要了解電力線路的各種等值電路，特別是中等長度線如電力系統(tǒng)、