电力系统的电压质量与电压调整

维普资讯 http://www.cqvip.com 科ｌ苑ｌ论ｌ谈　科　电力系统的电压质量与电压调整　王庆宝　（黑龙江省同江市建三江分局洪河农场供电局，黑龙江同江１５６４００）　摘要：简要介绍了电压不合格的危害以及电力系统无功功率与电压的关系，阐明了电力系统电压中枢点的调压方式和电压调整措施。　关键词：电压质量；电压不合格的危害；系统综合负荷电压静态特性曲线；电压中枢点的调压方式；调压措施　电压是电能质量的重要指标之一。电压质量　路额定电压高５％左右的数值，恒定不变，称为恒　率。它供给的无功功率Ｑｃ值与所在结点的电压ｕ　对电力系统的安全与经济运行，对保证用户安全　调压。这种调压方式适用于一天２４ｈ内，负荷变动　的平方成正比。当电压下降时，它供给的无功功率　生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有着　范围不大，电力网电压损耗的变化范围也不大的　也减小，因此，在电网发生故障或其它原因而使电　重要影响。电力系统的电压调整是调度运行人员　变电所。恒调压比逆调压要求低些，—般可以不装　压下降时，其输出的无功功率反而减少，结果导致　的主要任务之一，它与保证电能的频率质量和波　设贵重的调压设备，利用普通变压器的分接头选　电网电压继续下降，这是静电电容器的缺点。静电　形质量具有同等重要的意义。　择或装设电力电容器就可以达到要求。　电容器既可集中使用，又可分散装设就地供应无　ｌ电压不合格的危害　３３顺调压：在最大负荷时，使电压中枢点的　功功率。静电电容器每单位容量的投资费用少，运　用电设备最理想的工作电压是它的额定电　电压不低于线路额定电压１．０２５倍；在最小负荷　行时的功率损耗也较小，维护也方便。它广泛应用　压。电压过大地偏离额定值，将对用户产生不良影　时，使电压中枢点的电压不高于线路的额定电压　在系统变电站和用户配电所中。４．３３静止补偿器：　响。例如异步电动机，其电磁转矩是与其端电压的　的１．０７５倍，即要求电压中枢点的电压偏移在　静止补偿器又称可控静止无功补偿器，是一种动　平方成正比的，当电压降低１０％时，转矩要降低　（２．５－７５％）范围内。顺调压是一种较低的调压要　态无功补偿电源。其特点是将可控的电抗器与静　ｌ９％；当端电压太低时，电动机就可能停转；如果电　求，一般不需要加装特殊的调压设备，而通过普通　电电容器并联使用，电容器可发出无功功率，可控　动机拖动的机械负载不变，电压降低时，电动机转　变压器的分接头选择来达到。这种调压方式，适用　电抗器则可以吸收无功功率，可以按照负荷变化　速下降，转差增大，定子电流也随之增大，促使电　于线路电压损耗较小，负荷变动不大，或用电单位　情况进行调节，因而使母线电压保持稳定。它能快　动机绕组的温度升高，加速绝缘老化，严重时甚至　容许电压偏移较大的电力网。　速、平滑地调节电压，运行维护方便，功率损耗小，　可能烧毁电动机。如果电压超过额定电压过多时，　４电压调整措施　对不平衡的负荷变化可以作到分相补偿，对冲击　对电动机绝缘也是不利的。现代电子设备中电子　为了保证中枢　电压变动不超过规定范围，　负荷的适应性较强，我国５００ｋＶ变电站大都安装　管与晶体管的广泛应用，对电压质量的要求则更　在无功功率平衡的自口提下，可以采用如下几种调　了静止补偿器。　高，电压高于额定电压时，就要严重降低管子的寿　压方法：　４４改变线路参数Ｒ和Ｘ的方法调压。在输　命；电压低于额定电压时，工作点不稳定，失真严　４ｌ改变发电机励磁调压。调节发电机的励磁　送功率一定时，改变参数Ｒ和Ｘ　Ｎ－）￣／Ｉ＇，可以改变　重，甚至不能工作。　电流，可以改变发电机的电势或端电压。在负荷增　电压损耗，起到调压作用。４　ｌ用串联（并联）电容　对于电网而言，电压过高会影响到设备的绝　大时，电力网的电压损耗增加，用户端电压降低，　在高压电网中，通常电　缘；电压降低会使电网的电能损耗增大。此外，由　这时，增加发电机励磁电流，提高发电机电压；在　抗ｘ比Ｒ大得多，用串联电容的方法，改变线路电　于电力系统的电压水平是依靠系统无功功率电源　负荷减小时，电力网的电压损耗减少，用户端电压　抗以减小电压损耗，达到提高线路末端电压的目　来维持的。当电力系统中无功电源短缺时，电网电　升高，这时，减小发电机励磁电流，降低发电机电　的。对于负荷功率因数低、输送功率较大、负荷波　压将大幅度下降。此时，当某些枢纽变电所的母线　压。　动大、导线截面较大的线路，串联电容器调压，效　电压遇到一定的扰动时，瞬间将会引起静态稳定　４２利用变压器分接头调压。改变变压器的变　果尤其显著。但采用串联补偿装置所遇到的—个　的破坏，形成所谓的电压崩溃，这是一种将导致系　比可以改变次级绕组的电压。它分为无载调压和　重要问题就是过电压保护问题。当线路发生短路　统瓦解的灾难性事故。此时系统中大量的负荷电　有载调压两种方式。４２．１无载调压：无载调压即不　故障时，短路电流流经串联电容器，在电容器上引　动机将停止转动，大量的发电机组将甩掉负荷，甚　带负荷调压。这种调压必须在变压器断开电源之　起危险的过电压，这就必须设置保护回路与电容　至导致电力系统发生振荡。　后停电操作，改变变压器分接头，达到调整二次电　器并联，使之起过电压保护作用。在调压效果相同　２系统综合负荷电压静态特性曲线　压的目的。因为无载调压时需要停电，所以这种调　时。一般来说用串联补偿所需要电容器的容量，要　电力系统的负荷，包括有功负荷与无功负荷　压方式适用于季节性停电的变（配）电站。由于不　比并联补偿所需要的少。按降低线路功率损耗和　两类。在频率恒定及联结容量不变时，有功功率、　能根据负荷变化，灵活调节电压，故许多城市电网　电能损耗的要求，并联补偿比串联补偿更为有效。　无功功率与电压的关系曲线，称为系统综合负荷　对ｌ　１０ｋＶ及以匕变压器都已逐步采用有载调压变　４，４．２按允许电压损耗选择导线截面。在低压电网　电压静态特性曲线，电压变化对无功负荷的影响　压器。４．２．２有载调压：有载调压变压器可以在带负　中，用户很多又很分散，容量又不大，且导线截面　远大于对有功负荷的影响。所以，影响系统电压的　荷运行的条件下切换其分接头，而且调压范围也　较小，电压损耗中ＰＲＡ１分量所占的比重较大，并　主要因素是无功负荷。若系统无功电源容量不足，　较普通变压器大。调压级数多，调压范围可达额定　联补偿和串联补偿不仅不经济，且均受到限制，对　供给的无功功率为Ｑｂ时，系统电压将被迫下降至　电压的２０％，－３０％。所以在ｌ　１０ｋＶ及以上变压器得　于这种电网，改变导线电阻将取得一定的调压效　ｕｂ。所以，若要系统保持较高的电压水平，在有功　到广泛应用。　果。因此在低压电网的设计和建设中，按照规定的　功率平衡的基础上，系统必须有足够的无功电源　４３改变电力网的无功功率分布进行调压。改　允许电压损耗，选择适当的导线截面，是保证用户　容量，并应有一定的备用。　变电力网无功功率分布的办法是在输电线末端，　电压质量的重要措施之一。４，４３用串联电感线圈　３电压中枢点的调压方式　靠近用户处装设并联的无功补偿设备。电网的无　增加线路无功功率和电压损耗的方法调压。对于　电力系统中监视、控制和调整电压的母线称　功补偿设备主要有同期调相机、静电电容器、静止　—些输电距离远、输送功率大的５００ｋＶ线路，由于　为电压中枢点。电压中枢　调压方式有逆调压、恒　补偿器。４３．１同期调相机：同期调相机实质ｔ就是　线路的充电功率较大，整个线路呈现容性，功率因　调压　调压三种类型。　只能发无功功率的发电机。在最大负荷时，同期调　数高，使线路末端的电压很高，这时通常采用在线　３．１逆调压：在最大负荷时，逆调压要求电压　相机可以过励磁运行，发出无功功率，提高母线电　路上串联电感线圈的方法，吸收线路匕过剩的容　中枢点的电压较该点所连接线路的额定电压高　压；在最小负荷时，同期调相机可以欠励磁运行，　性无功，增加电压损耗，以达到调压的目的。４．４．４　５％；在最小负荷时，要求电压中枢点的电压等于线　吸收无功功率，降低母线电压。同期调相机是旋转　改变电力网的结线方式。改变电力网的参数，也可　路的额定电压。逆调压方式，适用于线路长，负荷　机械，运行维护比较复杂，有功损耗也大，投资费　通过切除或投＾、双回线中的—条线路，切除或投　变动大的电力网，一般需要在电压中枢点装设较　用较大。在我国常装在枢纽变电站，在国外现在很　入变电所中一部分并列运行的变压器等方法来实　贵重的调压设备（如调相机、静止补偿器、带负荷　少采用，而改用静止补偿器。４．３．２静电电容器：静　现。但这两种方法，只有在不显著增加功率损耗和　调压变压器等）。　电电容器可按三角形和星形接法接在变电站母线　降ｆ氐供电可靠性时，才可作为辅助的调压措施。　３．２恒调压：把电压中枢　的电压调整到比线　上，只能供给电网无功功率，而不能吸收无功功　一６９—