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二、控制变压器变比调压
调整分接头
双绕组：在高压侧 三绕组：在中、高压侧
实质：改变无功功率的分布（变压器不是无功电源）
应用基本条件：全系统无功电源充足（否则有负调压）
ex.双绕组变压器
6300kVA及以下，3个分接头
8000kVA及以下，5个分接头
1.0 5 U N
U
N
（主轴头）
新 UG U
（ 维 持 U N ， 无 功 平 衡 ）
的 平 衡
U G U (增 加 Q G 多 ) U=UHUN Q G HQ D HQ LH U G U (增 加 Q G 少 ) U=UL<UN Q G LQ D LQ LL
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电力系统无功-电压静态特性
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分析讨论： 无功平衡与电压水平
•
UG
•
U PD jQD
正常额定状态（电压额定）
发电机 U G
线路（网络）ΔU= Q D X
UN
负荷 U UN
•
UG
QGQDQL Xd （平衡的） Eq
jX
•
U
PD jQD YD
无功负荷 Q G 增加： U增大
若发电机增励磁 U G 增加 UG 补充 U Q'GQ'DQ'L
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电力系统的无功功率电源
⑴ 同步发电机 （唯一的有功电源，也是基本的无功电源）
发电机的P-Q曲线：输出P与Q的关系 P (M W )
低 cos(cosN )运 行 ：
励磁限制
受 励 磁 电 源 限 制 ， 不 能 到 达 S （ N Q 大 ） P N
SN
高 cos(cosN)运 行 ：
实际分接头：选择接近值为 U 1 t ，再用最大、最小负荷校验 U 2 。
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三、利用无功功率补偿设备调压（还可以降低电网有功损耗）
并联补偿设备：调相机，静止无功补偿器，并联电容器 作用：重负荷时发出感性无功功率，提高负荷端电压
补偿负荷的无功需求
补偿设备容量计算：
U1
问题：补偿多
少?
U2
P+jQ
简单电力系统
R+jX
jQC
不考虑线路对地电容，变压器励磁功率
无补偿时 补偿 Q C 后
U1
U'2
PRQX U'2
（归算到高压侧）
U1U'2cPR(U Q '2-cQC)X （归到高压侧）
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如果补偿前后 U 1 不变，（发电机出口保持不变）
无补偿
PRQX U1 U2 U2
U1 R+jX -jXC U2
P+jQ
0 . 9 5 U N
1.0 5 U N、1.0 2 5 U N
U
N
（主轴头）
0 .9 5 U N、0 .9 2 5 U N
问题：选用哪个分接头？ 在 P jQ 时 保 持 U 2 N 需 要 的 U 1 t
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降压变压器 U1 K:1
RT +jXT
U2
R T +jXT 归到高压侧
UG 1:K1
U
R+jX
K2:1 U B
P+jQ
用户电压：
P R Q X U B (U G K 1 U )/K 2 (U G K 1U N )/K 2
可采用的电压控制方式： 与 UB有 关 的 因 素
⑴ 控制和调节发电机励磁，改变U B
⑵ 控制变比 K 1 , K 2
⑶ 改变输送功率 P + jQ (主 要 是 Q ),减 小 U PR<<QX(R<<X)
P+jQ U T 归到高压侧
U T(R T R + X T Q )/U 1
U 2(U 1U T)/K
其中K=U1t U2N
实际变比
U1t
U1UT U2
U2N
计 算 保 持 U 2需 要 的 U 1t
普通双绕组变，只有固定分接头（不能带负荷调）：
计算（最大最小负荷） ：
U U 1 1 t t m m a in x ( ( U U 1 1 m m a in x U U T T m m a in x ) ) U U 2 2 N N / /U U 2 2 m m a in x U 1tav(U 1m axU 1m in)/2算术平均值
规格化 取110+0%抽头 K 1 1 1 0 010即 U 1t110(K V ),K U U 2 1 N t
确定QC :
用最大负荷
QC=U2X cmax U2cmax-UK '2maxK2 1 0 .5 (1 0 .5 -8 9 .3 7 ) 1 0 2 (产 品 目 录 选 ) 1 3 0 1 0
cos=0.85
40
0.8
受 原 动 力 功 率 限 制 ， P N 是 限 制 条 件
0.5 0.4
超前cos运行：（Ⅱ象限）
40 Q N 80 Q(Mvar)
IEF很 小 ， 无 限 制并 联 稳 定 性 、 发 热 是 限 制 条 件
只有UGN、IGN、cosN下才可SN。
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⑵ 同步调相机及同步电动机
同步调相机：特殊运行状态下的同步电动机
➢不带有功负荷的同步发电机 ➢不带机械负荷的同步发电机
过激运行：向系统提供感性无功功率 欠激运行：从系统吸收感性无功功率
大小 改变励磁 →平滑改变无功 方向
实现调压
输出无功功率随端压的下降而增加
同步电动机：过激运行时向系统提供感性无功
U 1 1 1 8 k V ,要 求 保 持 U 2 1 0 .5 k V 确定各端无功补偿设备容量： ①电容器
②调相机
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解：最大负荷归到高压侧
最小负荷归到高压侧
U'2max89.37(KV) U'2min105.61(KV)
P.111
① 选择变比 最小负荷 U tU U '2 2m m iin nU 2N11 00 5..5 6111110.69(K V )
第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术
无 发电机
功
电
调相机
分散在变电所
源
电容器、静止补偿器
无需消耗能源
无功电源：是指
无需消耗能源的电 源设备
系统无功损耗>>有功损耗
大部分设备是感性元件
全系统各点电压水平不同，电压分散控制，手段多样
有功控制在电厂
全系统有统一的f
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第四章电力系统电压调整和无功功率控制技术
⑵ 电压降低对负荷产生影响
➢电动机（电流增加，n↓…)
➢电热设备（降低发热量，照度变化）…
⑶ 电压降低对系统产生影响
➢降低影响稳定性
➢升高威胁设备绝缘
➢网损、电晕等
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我国对电压偏差的规定：
10kV及以下电压供电的负荷 7%
35kV及以上电压供电的负荷 5 %
低压照明负荷
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② 选择变比
K=U2cmaxU U2 2'2cm m aaxx2U U 2 22 cm cm ininU'2min 10.589.37210.5105.61
= 10.52210.52
规格化 1 1 0 2 2 .5 % /1 1 0 k V 得 K=9.5
调相机容量
U '2P R U '2 Q X U '2cP R (U Q '2 -cQ C )X
则U
'2变到U
' 2
c
需要补偿：
Q C =U X '2c U '2cU '2 P R U '2Q cX P R U '2 Q X
U '2与 U '2c不 会 差 很 大 QC=UX'2c U'2c-U'2来自从产品目录中选合适的设备
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⑵ 补偿设备为同步调相机容量的计算
过励运行：发感性无功—最大负荷 Q C
欠励运行： 吸收感性无功—最小负荷
1 2
Q
C
最大负荷： QC=U2X cmax U2cmax-UK '2maxK2
最佳利用率
最小负荷：-1 2QC=U2 X cmin U2cmin-UK '2minK2
如 果 SV C 能 补 偿 Q D ：QDQLQ C
则 Q i0， U 不 变 化
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⑸ 高压输电线路的充电功率（线路电纳作用）
QL U2BL
固定的无功电源
电压调节 下面的问题：怎样应用这些无功电源实现 无功控制
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第三节 电力系统电压控制的措施
调相机QC1 并 联 电 容 器 QC2 静 止 补 偿 器QC3
变 压 器 无 功 损 耗 Q G T
Q L ： 无 功 损 耗线 路 电 抗 无 功 损 耗 Q x
线 路 电 阻 无 功 损 耗 Q B ( 定 性 ) 实 际 是 电 源