4无功功率平衡和电压调整

4.4无功功率平衡和电压调整4.1了解无功功率平衡的概念及无功功率平衡的基本要求4.2了解系统中各无功电源的调节特性4.3了解利用电容器进行补偿调压的原理与方法4.4了解变压器分接头进行调压时，分接头的选择计算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。CcosCRLIII。。。。U1212coscos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％。NUNUNUNUNUNUNUNU4.4.4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jNUmax2jUmax1jUmaxjtUmax2maxmax1maxjjjjNjtUUUUU）（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。min2minmin1minjjjjNjtUUUUU）（2minmaxjtjtjtUUU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max2maxmax1maxiiiiNitUUUUU）（min2minmin1miniiiiNitUUUUU）（2minmaxitititUUU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。