電網無功補償和電壓調節詳解

　　一、無功補償概述和原則

　　wugonggonglvbijiaochouxiang
，tashiyongyudianluneidianchangyucichangdejiaohuan，bingyonglaizaidianqishebeizhongjianliheweichicichangdediangonglv。tabuduiwaizuogong，ershizhuanbianweiqitaxingshidenengliang。fanshiyoudiancixianquandedianqishebei，yaojianlicichang，就要消耗無功功率。比如40瓦的日光燈，除需40多瓦有功功率(鎮流器也需消耗一部分有功功率)來發光外
，還需80乏左右的無功功率供鎮流器的線圈建立交變磁場用。由於它不對外做功
，才被稱之為“無功”。

　　電力係統的無功補償與無功平衡是保證電壓質量的基本條件
， 首先是一些重要原則當然很多是國網的原則，雖說要擺脫國網思路束縛，但是有些好東西還是要保留。

　　分層分區補償原則： youjianyujingjiaodazukangchuanshuwugonggonglvsuochanshengdehendawugonggonglvsunhaohexiangyingdeyougonggonglvsunhao
，dianwangwugonggonglvdebuchanganpaiyishixingfencengfenquhejiudipinghengdeyuanze。suoweidefencenganpai，shizhizuoweizhuyaoyougonggonglvdarongliangchuanshuji220--500 kV電(dian)網(wang)，宜(yi)力(li)求(qiu)保(bao)持(chi)各(ge)電(dian)壓(ya)層(ceng)間(jian)的(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)平(ping)衡(heng)，盡(jin)可(ke)能(neng)使(shi)這(zhe)些(xie)層(ceng)間(jian)的(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)串(chuan)動(dong)極(ji)小(xiao)，以(yi)減(jian)少(shao)通(tong)過(guo)電(dian)網(wang)變(bian)壓(ya)器(qi)傳(chuan)輸(shu)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)時(shi)的(de)大(da)量(liang)消(xiao)耗(hao);而所謂分區安排
、是指110k V及以下的供電網，宜於實現無功功率的分區和就地平衡。

　　電壓合格標準：

　　500kV母線：正常運行方式時
，很高運行電壓不得超過係統額定電壓的+10%;很低運行電壓不應影響電力係統同步穩定、電壓穩定、廠用電的正常使用及下一級電壓調節。

　　發電廠和500kV變電所的220kV母線：正常運行方式時
，電壓允許偏差為係統額定電壓0～+10%;事故運行方式時為係統額定電壓的的-5%～+10%。

　　發電廠和220kV變電所的110kV～35kV母線：正常運行方式時
，電壓允許偏差為相應係統額定電壓-3%～+7%;事故後為係統額定電壓的的±10%。

　　帶地區供電負荷的變電站和發電廠(直屬)的10(6)kV母線：正常運行方式下的電壓允許偏差為係統額定電壓的0～+7%。

　　無功補償配置原則：各(ge)電(dian)壓(ya)等(deng)級(ji)變(bian)電(dian)站(zhan)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)的(de)分(fen)組(zu)容(rong)量(liang)選(xuan)擇(ze)
，應(ying)根(gen)據(ju)計(ji)算(suan)確(que)定(ding)
，最(zui)大(da)單(dan)組(zu)無(wu)功(gong)補(bu)償(chang)裝(zhuang)置(zhi)投(tou)切(qie)引(yin)起(qi)所(suo)在(zai)母(mu)線(xian)電(dian)壓(ya)變(bian)化(hua)不(bu)宜(yi)超(chao)過(guo)電(dian)壓(ya)額(e)定(ding)值(zhi)的(de) 2.5%,並滿足主變最大負荷時，功率因數不低於0.95。

　　以上隻是大概的比例估計
，具體工程的變電站的無功配置是需要通過計算的，計算分不同運行方式(針對容性和感性)，無功計算一般是有無功交換的整個區域一起計算 ，主要與區域負荷、電廠和外部無功輸入、區域內變電站進出線充電功率有關。

　　無功不足應采取的措施：

　　要求各類用戶將負荷的功率因數提高到現行規程規定的數值。

　　挖掘係統的無功潛力。例如將係統中暫時閑置的發電機改作調相機運行;動員用戶的同步電動機過勵磁運行等。

　　根據無功平衡的需要
，增添必要的無功補償容量，並按無功功率就地平衡的原則進行補償容量的分配。小容量的
、分散的無功補償可采用靜電容電器;大容量的、配置在係統中樞點的無功補償則宜采用同步調相機或靜止補償器。

　　電壓中樞點：指那些能夠反映和控製整個係統電壓水平的節點(母線)。

　　中樞點的無功電壓控製至關重要，一般根據實際情況選擇以下作為中樞點：(1)大型發電廠的高壓母線;(2)樞紐變電所的二次母線; (3)有大量地方性負荷的發電廠母線。

　　二
、無功補償來源和電壓調節設備

　　1)同步發電機：tongbufadianjishidianlixitongzhongzuizhongyaodewugongbuchangshebei。wangwangyizhaobutongxitongtiaojianhebutongdeanzhuangweizhi
，genjuxuyaoxuanzebutongdefadianjiedinggonglvyinshu。weiyufuhezhongxinfujindefadianjizu，yiyuyoujiaodadesongchuwugonggonglvdenengli
，keyigongyingzhengchangfuhedebufenwugonggonglvxuqiuwai
，haikeyizaizhengchangshibaoliuyibufenzuoweishigujinjichubei，feichangzhongyao。

　　zhiyusongduandianchangdefadianjizu，tebieshiyuanfangdianchang，youyuwugonggonglvbuyiyuansongdeguilv
，tafachudewugonggonglvzhuyaoyongyibuchangpeichuxianluzaizhongfuheqijiandebufenwugonggonglvsunhao，shixianchaogaoyawangwugonggonglvdefencengpingheng。gonglvyinshuyibandoujiaogao。liru
，baxiyitaipushuidian.站中
，有9台765MW的機組接在交流側，經900k m ,765kV交流線路到受端
，機組的額定功率因數選為0. 95，另9台7機通過直流線路到受端，其額定功率因數選為 0. 85 ,因為前者隻需要補償線路，後者還需要補償換流站的無功(換流站的無功需求相當大)。

　　反過來說，接到超高壓電網特別是位於遠方的發電機組需要具有適當的進相運行能力(吸收無功)
，使能在係統低負荷期間，吸收配出的超高壓線路的部分多餘無功功率
，以保持電廠送電電壓不超標。

　　這點在工程實踐中往往是一個後備方案，即機組的進相運行來調整電壓。我國一般現在機組都會做進相運行試驗。

　　2)輸電線路：輸電線路既能產生無功功率(由於分布電容)又消耗無功功率(由於串聯阻抗)。當沿線路傳送某一固定有功功率，線路上的這兩種無功功率適能相互平衡時
，這個有功功率，叫做線路的“自然功率”。這點應該是較為基本的認識，所以有功潮流大的線路
，無功消耗也大

，自然產生較少無功;空載線路也最容易貢獻無功，從而抬升電壓。尤其是500kV層麵小負荷方式下容易無功剩餘。

　　3)變壓器：變(bian)壓(ya)器(qi)是(shi)消(xiao)耗(hao)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)的(de)設(she)備(bei)。除(chu)空(kong)載(zai)無(wu)功(gong)損(sun)耗(hao)外(wai)，當(dang)傳(chuan)輸(shu)功(gong)率(lv)時(shi)，又(you)通(tong)過(guo)串(chuan)聯(lian)阻(zu)抗(kang)產(chan)生(sheng)無(wu)功(gong)損(sun)耗(hao)。依(yi)前(qian)所(suo)述(shu)理(li)由(you)，通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)傳(chuan)送(song)大(da)量(liang)的(de)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)在(zai)運(yun)行(xing)中(zhong)應(ying)當(dang)是(shi)力(li)求(qiu)避(bi)免(mian)的(de)，當(dang)變(bian)壓(ya)器(qi)短(duan)路(lu)阻(zu)抗(kang)大(da)時(shi)更(geng)當(dang)如(ru)此(ci)。通(tong)過(guo)變(bian)壓(ya)器(qi)傳(chuan)送(song)功(gong)率(lv)產(chan)生(sheng)的(de)電(dian)壓(ya)降(jiang)
，可(ke)以(yi)適(shi)當(dang)選(xuan)擇(ze)變(bian)壓(ya)器(qi)的(de)電(dian)壓(ya)抽(chou)頭(tou)予(yu)以(yi)補(bu)償(chang)。

　　電壓器主要分為三類：供電變壓器、電廠升壓變、電網聯絡變。

　　供電變壓器：不bu但dan向xiang負fu荷he提ti供gong有you功gong功gong率lv，也ye往wang往wang同tong時shi提ti供gong無wu功gong功gong率lv，而er且qie一yi般ban短duan路lu阻zu抗kang也ye較jiao大da。對dui於yu直zhi接jie向xiang負fu荷he中zhong心xin供gong電dian的de變bian壓ya器qi，宜yi於yu配pei置zhi帶dai負fu荷he調tiao壓ya分fen接jie頭tou

，在zai實shi現xian無wu功gong功gong率lv分fen區qu就jiu地di平ping衡heng的de前qian提ti下xia，隨sui著zhe地di區qu負fu荷he的de增zeng減jian變bian化hua，配pei合he地di區qu無wu功gong補bu償chang設she備bei並bing聯lian電dian容rong器qi及ji低di壓ya電dian抗kang器qi的de投tou切qie，以yi隨sui時shi保bao證zheng對dui用yong戶hu的de供gong電dian電dian壓ya質zhi量liang，這zhe點dian國guo網wang電dian力li係xi統tong導dao則ze中zhong有you規gui定ding。

　　對(dui)這(zhe)類(lei)變(bian)壓(ya)器(qi)是(shi)否(fou)要(yao)采(cai)用(yong)隨(sui)電(dian)壓(ya)而(er)自(zi)動(dong)調(tiao)壓(ya)分(fen)接(jie)頭(tou)，國(guo)際(ji)上(shang)並(bing)無(wu)統(tong)一(yi)做(zuo)法(fa)。因(yin)為(wei)變(bian)壓(ya)器(qi)自(zi)動(dong)調(tiao)壓(ya)的(de)作(zuo)用(yong)不(bu)總(zong)是(shi)積(ji)極(ji)的(de)，如(ru)果(guo)在(zai)係(xi)統(tong)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)缺(que)傾(qing)很(hen)大(da)的(de)時(shi)候(hou)，也(ye)一(yi)定(ding)要(yao)保(bao)持(chi)負(fu)荷(he)的(de)電(dian)壓(ya)水(shui)平(ping)而(er)調(tiao)整(zheng)電(dian)壓(ya)分(fen)接(jie)頭(tou)，勢(shi)必(bi)將(jiang)無(wu)功(gong)功(gong)率(lv)缺(que)額(e)全(quan)部(bu)轉(zhuan)嫁(jia)到(dao)主(zhu)電(dian)網(wang)，從(cong)而(er)可(ke)能(neng)引(yin)起(qi)重(zhong)大(da)係(xi)統(tong)事(shi)故(gu)。如(ru)19 78年12月19日法國大停電事故

，1983年12月27日的瑞典大停電事故和1987年7月23日ri日ri本ben東dong京jing係xi統tong大da停ting電dian事shi故gu的de起qi因yin，都dou直zhi接jie與yu供gong電dian變bian壓ya器qi自zi動dong調tiao電dian壓ya分fen接jie頭tou有you關guan。本ben質zhi上shang原yuan因yin在zai於yu這zhe隻zhi是shi一yi種zhong間jian接jie手shou段duan，但dan不bu能neng改gai變bian係xi統tong的de無wu功gong需xu求qiu平ping衡heng狀zhuang態tai。

　　發電機升壓變：這(zhe)一(yi)類(lei)變(bian)壓(ya)器(qi)是(shi)否(fou)配(pei)電(dian)壓(ya)分(fen)接(jie)頭(tou)和(he)是(shi)否(fou)帶(dai)負(fu)荷(he)調(tiao)節(jie)電(dian)壓(ya)分(fen)接(jie)頭(tou)，沒(mei)有(you)定(ding)論(lun)
，發(fa)電(dian)機(ji)本(ben)身(shen)已(yi)經(jing)是(shi)很(hen)方(fang)便(bian)的(de)無(wu)功(gong)調(tiao)節(jie)設(she)備(bei)

，在(zai)升(sheng)壓(ya)變(bian)壓(ya)器(qi)上(shang)配(pei)電(dian)壓(ya)分(fen)接(jie)頭(tou)似(si)乎(hu)並(bing)沒(mei)有(you)什(shen)麼(me)特(te)殊(shu)必(bi)要(yao)。當(dang)然(ran)，各(ge)個(ge)係(xi)統(tong)有(you)各(ge)自(zi)的(de)傳(chuan)統(tong)習(xi)慣(guan)和(he)做(zuo)法(fa)。

　　主網聯絡變壓器：這一類變壓器的特點是容量大

，如500 /220/35主zhu變bian。在zai研yan究jiu這zhe一yi類lei變bian壓ya器qi是shi否fou應ying當dang裝zhuang設she帶dai負fu荷he調tiao節jie的de電dian壓ya分fen接jie頭tou時shi，有you兩liang個ge特te點dian值zhi得de考kao慮lv，
，無wu功gong功gong率lv補bu償chang和he調tiao節jie能neng力li的de分fen層ceng平ping衡heng

，決jue定ding了le作zuo分fen連lian接jie兩liang大da主zhu電dian網wang的de聯lian絡luo變bian壓ya器qi，原yuan則ze上shang不bu應ying承cheng擔dan層ceng間jian交jiao換huan大da量liang無wu功gong功gong率lv的de任ren務wu，而er單dan純chun因yin有you功gong負fu荷he變bian化hua所suo造zao成cheng的de電dian壓ya變bian化hua則ze較jiao小xiao，第di二er，一yi般ban地di說shuo
，因yin為wei連lian接jie的de是shi主zhu電dian網wang
，每mei一yi側ce到dao變bian壓ya器qi母mu線xian的de短duan路lu電dian流liu水shui平ping