无功功率平衡和电压调整

4.4 无 功 功 率 平 衡 和 电 压 调 整 4.4.1 无 功 功 率 平 衡 1.无 功 功 率 平 衡 电 力 系 统 中 无 功 电 源 所 发 出 的 无 功 功 率 应 与 系 统 中 的无 功 负 荷 及 无 功 损 耗 相 平 衡 ， 同 时 还 应 有 一 定 的 无 功 功率 备 用 电 源 。 2.无 功 电 源 电 力 系 统 的 无 功 电 源 包 括 同 步 发 电 机 、 调 相 机 、 电 容器 、 静 止 无 功 补 偿 器 等 。 3.无 功 负 荷 电 力 系 统 的 无 功 负 荷 指 的 是 用 电 设 备 所 吸 收 的 无 功 功率 ， 以 异 步 电 动 机 需 用 的 无 功 功 率 占 的 比 重 最 大 ， 一 般综 合 负 荷 的 功 率 因 数 为 0.6 0.9。 4.4.1 无 功 功 率 平 衡 4.无 功 功 率 损 耗 电 力 系 统 的 无 功 功 率 损 耗 由 两 部 分 组成 ： 电 力 系 统 中 的 线 路 无 功 损 耗 和 变 压器 中 的 无 功 损 耗 。 线 路 电 抗 中 的 无 功 损 耗 与 线 路 电 流 的平 方 成 正 比 ， 线 路 电 纳 中 的 无 功 功 率 是容 性 的 ， 又 称 为 充 电 功 率 ， 也 可 把 它 看成 是 无 功 电 源 。 变 压 器 的 无 功 损 耗 包 括 励 磁 无 功 损 耗和 电 抗 中 的 无 功 损 耗 两 部 分 。 4.4.1 无 功 功 率 平 衡 5.对 负 荷 功 率 因 数 的 要 求 一 般 高 压 供 电 的 负 荷 功 率 因 数 应 在 0.9以 上 ； 低 压 供 电 负 荷 的 功 率 因 数 应 在 0.85以上 。 无 功 的 备 用 容 量 一 般 取 最 大 无 功 功 率负 荷 的 7 8 。 4.4.2 无 功 电 源 1 发 电 机 同 步 发 电 机 不 仅 是 电 力 系 统 的 有 功 电 源 ， 而 且 是 电 力 系 统 的 主 要 的 无 功 电 源 。 它 发 出 的 功 率 是 可 以 调 节 的 。 4.4.2 无 功 电 源 2 同 步 调 相 机 同 步 调 相 机 是 专 门 设 计 的 无 功 功 率 发 电 机 。 可 以过 励 磁 运 行 ， 也 可 以 欠 励 磁 运 行 ， 运 行 状 态 根 据 系统 的 要 求 来 调 节 。 过 励 磁 运 行 时 ， 向 系 统 输 送 无 功 功 率 ； 欠 励 磁 运行 时 ， 从 系 统 吸 取 无 功 功 率 。 所 以 改 变 调 相 机 的 励磁 可 以 平 滑 地 改 变 无 功 功 率 的 大 小 和 方 向 。 调 相 机 在 欠 励 磁 运 行 时 的 容 量 是 过 励 磁 运 行 时 容量 的 50 65 。 它 一 般 装 在 接 近 负 荷 中 心 处 ， 以减 少 传 输 无 功 功 率 引 起 的 电 能 损 耗 和 电 压 损 耗 。 4.4.2 无 功 电 源 3 静 止 无 功 补 偿 器 静 止 无 功 补 偿 器 是 由 可 控 硅 控 制 的 可调 电 抗 器 与 电 容 器 并 联 组 成 的 新 型 无 功补 偿 装 置 ， 具 有 极 好 的 调 节 性 能 ， 能 快速 跟 踪 负 荷 的 变 动 ， 改 变 无 功 功 率 的 大小 ， 能 根 据 需 要 改 变 无 功 功 率 的 方 向 ，响 应 速 度 快 ， 不 仅 可 以 作 为 一 般 的 无 功补 偿 装 置 ， 而 且 是 唯 一 能 用 于 冲 击 性 负荷 的 无 功 补 偿 装 置 。 4.4.3 静 电 电 容 器 补 偿 1 补 偿 调 压 原 理 采 用 静 电 电 容 器 补 偿 ， 当 将 电 容 器 与 感 性 负载 （ 用 电 设 备 ） 并 联 后 ， 电 感 性 负 载 的 功 率 因 数 仍 然 不 变 ， 但 和 的 相 位 差 减 小（ ） ， 补 偿 后 的 功 率 因 数 比 补 偿 前 的 功 率 因数 提 高 （ 即 ） 。 静 电 电 容 器 进 行 无 功 功 率 补 偿 改 善 的 是 包 括 电 容 器 在 内 的 整 个 线 路 的 功 率 因 数 。 Ccos CRL III 。 。U 12 12 coscos 4.4.3 静 电 电 容 器 补 偿 2 补 偿 方 式 采 用 静 电 电 容 器 作 无 功 补 偿 装 置 时 ， 可 以 采用 就 地 补 偿 和 集 中 补 偿 的 补 偿 方 式 。 就 地 补 偿 是 低 压 部 分 的 无 功 负 荷 由 低 压 电 容器 补 偿 ， 高 压 部 分 由 高 压 电 容 器 补 偿 。 容 量 较大 、 负 荷 集 中 且 经 常 使 用 的 用 电 设 备 的 无 功 负荷 宜 单 独 就 地 补 偿 。 集 中 补 偿 的 电 容 器 组 宜 在 变 电 所 内 集 中 补 偿 。居 住 区 的 无 功 负 荷 宜 在 小 区 变 电 所 低 压 侧 集 中补 偿 。 4.4.4 变 压 器 分 接 头 调 压 1 变 压 器 的 分 接 头 的 确 定 双 绕 组 变 压 器 的 高 压 侧 绕 组 和 三 绕 组 变 压器 的 高 、 中 压 侧 绕 组 都 设 有 几 个 分 接 头 供 选 择使 用 。 容 量 在 6300kVA以 下 的 变 压 器 一 般 设 有 三 个分 接 头 ， 即 1.05 、 、 0.95 ， 调 节 范 围为 5 。 容 量 在 8000kVA以 上 的 变 压 器 有 五 个 分 接 头 ，分 别 在 1.05 、 1.025 、 、 0.975 、0.95 几 处 引 出 。 调 压 范 围 为 2 2.5 。 NU NU NU NUNU NU NUNU 4.4.4 变 压 器 分 接 头 调 压 2.降 压 变 压 器 分 接 头 的 选 择 计 算 （ 1） 最 大 负 荷 时 ， 变 压 器 分 接 头 电 压 （ 4-4-3）式 中 最 大 负 荷 时 ， 变 压 器 电 压 损 耗 ； 变 压 器 低 压 侧 的 额 定 电 压 ； 变 压 器 在 最 大 负 荷 时 ， 应 选 择 的 高 压 侧 分 接 头 电 压 ； 、 变 压 器 在 最 大 负 荷 时 ， 高 、 低 压 侧 的 电 压 。 maxjU jNU max2jUmax1jU maxjtU max2 maxmax1max j jjjNjt U UUUU ）（ 4.4.4 变 压 器 分 接 头 调 压 （ 2） 最 小 负 荷 时 ， 变 压 器 分 接 头 电 压 上 式 中 各 符 号 分 别 与 最 小 负 荷 相 对 应 。 （ 3） 正 常 运 行 时 变 压 器 分 接 头 ， 取 两 者 的 平 均 值 ： 根 据 计 算 出 的 选 择 一 个 接 近 的 分 接 头 ， 然 后 校 验所 选 的 分 接 头 是 否 能 使 低 压 母 线 电 压 的 要 求 得 到 满足 。 min2 minmin1min j jjjNjt U UUUU ）（ 2 minmax jtjtjt UUU 4.4.4 变 压 器 分 接 头 调 压 3.升 压 变 压 器 分 接 头 的 选 择 计 算 max2 maxmax1max i iiiNit U UUUU ）（ min2 minmin1min i iiiNit U UUUU ）（ 2 minmax ititit UUU 4.4.4 变 压 器 分 接 头 调 压 4 有 载 调 压 变 压 器 有 载 调 压 变 压 器 的 高 压 侧 有 可 以 调 节 分 接 头的 调 压 绕 组 ， 能 在 带 有 负 荷 的 情 况 下 改 变 分 接头 ， 调 压 范 围 也 比 较 大 ， 一 般 在 15 以 上 。 目 前 我 国 110kV电 压 级 的 有 载 调 压 变 压 器 的调 压 范 围 为 3 2.5 ， 有 七 个 分 接 头 。 220kV电 压 级 的 有 载 调 压 变 压 器 的 调 压 范 围为 4 2.5 ， 有 九 个 分 接 头 。 对 于 特 殊 要 求 的 有 载 调 压 变 压 器 还 可 有 更 多的 分 接 头 。 4.4.4 变 压 器 分 接 头 调 压 有 载 调 压 变 压 器 通 常 有 两 种 形 式 ， 一种 是 本 身 有 调 压 绕 组 ， 一 种 是 带 有 附 加调 压 器 的 加 压 变 压 器 。 有 载 调 压 变 压 器 多 采 用 分 级 调 压 的 方式 ， 接 线 方 式 有 线 性 调 压 、 正 反 调 压 、粗 细 调 压 三 种 。