1、电压调整及电压调整及AVCAVC2017.052017.051主 要 内 容一.电压调整的相关知识二.电力系统的无功功率特性和无功平衡三.电压控制的策略四.电压调整的方法五.AVC介绍21、掌握系统电压调整的概念、原理和必要性；2、掌握用户对供电电压的要求及各级电压允许电压偏移；3、了解电压中枢点、监测点的选择原则及要求；4、掌握发电机、变压器、电容器、静止补偿器调压原理、优缺点及适用范围；5、掌握电压调整的原则和方法；6、了解综合调压与电网AVC的概念。学习目的电压是衡量电能质量的一个重要指标！一、一、电压调整的相关知识电压调整的相关知识1、系统中的电压偏移 正常运行中，随着用电负荷的变化和
2、运行方式的改变，网络中的电压损耗也将发生变化。要严格保证所有用户在任何时刻都有额定电压是不可能的，因此，系统运行中各节点出现电压偏移是不可避免的。实际上，大多数用电设备在稍许偏离额定值的电压下运行，仍有良好的技术性能。2、电压偏移的不利影响 各种用电设备都是按额定电压来设计制造的。这些设备在额定电压下运行将能取得最佳的效果，电压过大的偏离额定值将对用户和电力系统本身都有不利影响。常见的用电设备：异步电动机、电热设备、照明灯、家用电器异步电动机：电磁转矩与电压的平方成正比，低压运行电流大、温度高、绝缘老化、寿命缩短、甚至堵转电炉等电热设备：出力大致与电压的平方成正比，低压运行将延长冶炼时间，降低
3、生产率照明设备：电压低发光不足、寿命缩短电压偏移过大，对电力系统本身不利电压降低：会使网络中的功率损耗加大电压过低：能危及系统运行的稳定性电压过高：设备绝缘受到损坏，在超高压 电网中还将增加电晕损耗3、电压稳定：是指电网电压保持在某一个规定范围内的能力。电力系统受到扰动后能凭借系统本身固有特性和设备控制作用，维持所有母线电压在可接受范围的能力。4、电压崩溃：是指由于电网不稳定而导致系统内出现一系列设备元件停运，从而造成大面积、大幅度的电压下降和供电中断的过程。3、电压不合格的危害11电压偏高电压偏高的危害的危害121、电压偏高，用电设备的使用寿命将缩短，电压高，加在设备上的电场变的强，使介质中
4、的局部产生放电，这是电老化。2、在超高压网络中还将增加电晕损耗等。4、电网电压偏低及偏高的原因1314影响电压的因素影响电压的因素母线操作 电网发电能力不足、缺无功功率电网发电能力不足、缺无功功率 影响因素影响因素供电距离超过合理的供电半径供电距离超过合理的供电半径受冲击性负荷或不平衡负荷的影响受冲击性负荷或不平衡负荷的影响系统运行方式改变系统运行方式改变无功补偿能力不足无功补偿能力不足线路导线截面选择不当线路导线截面选择不当生产、生活、气候等条件引起的负荷变化生产、生活、气候等条件引起的负荷变化155、电压调整的目的 保证系统中各负荷点的电压在允许的偏移范围内：U100%NNUU6、允许电压
5、偏移（1）35kV及以上供电电压正、负偏差的绝对值之和不超过额定的10；（2）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的7%；（3）220V 允许偏差为额定电压的7%、-10%1、电压过低或过高有什么危害？2、影响电压的因素有哪些?课堂小结 二、电力系统的无功特性二、电力系统的无功特性 和无功平衡和无功平衡19 和无功平衡和无功平衡 电力系统的运行电压水平取决于系统的无功功率。无功功率平衡直接关系到电网的电压水平。无功电源配置与电网调压措施密不可分，当电网无功电源充足电压就高，电网无功电源不足电压就低。20 电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。系统中各种无功电源的无功功率输出应能满
6、足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。电力系统电压调整需要通过调节无功功率来实现无功电源：包括同步发电机、同步调相机、电容器、并联电抗器、静止补偿器、高压电缆和高压输电线的电容（充电功率）等无功负荷：包括变压器、感应电动机、电抗器、感应电热设备、电焊机等所消耗的励磁功率，以及输电线路和变压器串联阻抗支路中的无功功率损耗。无功电源和无功负荷（一）负荷的电压特性（一）负荷的电压特性 负荷的电压静态特性是指在频率恒定时，电压与负荷的关系，即U=f（P,Q）的关系，其中无功负荷与电压之间的变化关系较为重要，因为在电压变化时，无功负荷的变化远远大于有功负荷的变化，而且
7、无功负荷变化引起的电压波动也比有功负荷引起的变化大。1、无功和电压的关系 分为：无功负荷与电压的关系（即无功负荷的电压静态特性）和无功电源与电压的关系（发电机电压静态特性）。2、无功负荷的电压特性 异步电动机是系统中无功功率的主要消耗者，它决定着系统无功负荷的电压特性。除电动机外，变压器、输电线路也消耗一部分无功功率。系统的无功负荷电压静态特性实际上是各种无功无功负荷的综合电压静态特性。（二）无功负荷与无功损耗（二）无功负荷与无功损耗 指负荷的无功功率和电压之间的关系,即 Q=(U)无功负荷大致与电压的平方成正比UQ无功负荷的电压特性：在额定电压附近，无功功率随电压升降而增在额定电压附近，无功
8、功率随电压升降而增减，当电压明显低于额定值时，无功功率主要由减，当电压明显低于额定值时，无功功率主要由漏抗中的无功损耗决定，随电压下降反而上升漏抗中的无功损耗决定，随电压下降反而上升.励磁功率与电压平方成正比励磁功率与电压平方成正比 电压降低时，转差率增大，定子电流增大，漏抗中的无功损耗也要增大UQ10.90.70.8U=0.3=0.6=0.810.90.70.81、异步电动机无功功率包括：励磁损耗 和漏抗损耗2、变压器无功损耗励磁功率励磁功率 大致与电压的平方成正比大致与电压的平方成正比（铁损与电压平方成正比，因其占总网损的的一小部分，可忽略）TYQTZQ2NN2sN0ZYTUUSS100%
9、US100%IQQQTTTYQ无功损耗电压特性与异步电动机的相似无功损耗电压特性与异步电动机的相似（无功消耗达到额定容量的12%）UI I0 0jx.R漏抗中的功率损耗与电压的平方成反比漏抗中的功率损耗与电压的平方成反比 无功损耗也有两部分组成：并联导纳中的无功损耗 （容性）串联阻抗中的无功损耗 （感性）。3、输电线路的无功损耗U1jB/2R+jX.LYQLZQLLLBUUZUQPQ22221212121P1 Q1 U1线路首端功率和电压；U2线路末端电压；XL BL线路电抗和电纳。U2.P1+jQ1P2+jQ2jB/2 自然功率：运行中的输电线路既能产生无功功率（分布电容的存在）又能消耗无功
10、功率（由于串联电抗），当线路输送某一数值的有功功率时，这两种无功恰好能互相平衡，我们把这个有功功率的数值叫做线路的“自然功率”。当线路按自然功率输送负荷时不需要无功负荷的输入和输出，最经济合理。大于自然功率线路吸收（消耗）无功功率 小于自然功率会送出（产生）无功功率 35kV及以下架空线路充电功率甚小，消耗无功功率 110kV及以上架空线路，当传输功率较大时，电抗中消耗的无功功率将大于电纳中产生的无功功率，线路成为无功负荷。330kV及以上架空线路，电纳中产生无功功率大于电抗中消耗的无功功率，线路成为无功电源主要取用感性无功功率，与电压的平方成正比。XUQ2（三）无功电源（三）无功电源321、
11、发电机 唯一的有功电源 又是最基本的无功功率电源调节励磁电流，可以 改变发电机输出的无功功率 （与无穷大系统并列时）或者改变发电机端电压 （单机运行时）UEq.I I.jXdI.P=UIcos=U Eq sin/XdQ=UIsin=U Eq cos/XdU2/Xd调节发电机励磁是调节无功的主要手段oocaQ Q(Xd/U)P P(Xd/U).当系统低负荷时，线路电容产生的无功大量剩余引起系统电压升高，这种情况下，有选择地安排部分发电机进相运行，将有助于缓解电压调整的困难。发电机进相运行：UN.I IN N.jXdIN.QPCBAD 进相运行时，发电机角增大（P=U Eq sin）稳定性降低 进
12、相运行时，定子端部漏磁增加，定子端部温升是限制发电机输出的又一个重要因素。为保证静态稳定，有功输出随电势的下降（吸收无功的增加）逐渐减小。Eqo 发电机励磁系统 励磁系统的作用是向转子提供励磁电流。带有自动调节器，具有以下功能：1、整定发电机的外特性，即整定发电机的输出无功电流与发电机端电压的关系；2、上下平移外特性线，实施二次调整；3、端电压严重下降时（低于85%），实施强行励磁（满载励磁的2倍）；4、过压减励37发电机送出有功的同时也送出发电机送出有功的同时也送出无功功率无功功率发电机只送出有功负荷，无功发电机只送出有功负荷，无功功率为零功率为零发电机送出有功的同时吸收发电机送出有功的同时
13、吸收无功功率无功功率能连续调节，调节范围宽。旋转设备，运行维护复杂，有功损耗大（额定容量的1.55），成本高。容量越小，单位投资越大，有功损耗的百分比值越大。宜于大容量安装于枢纽变电站优点优点38发无功功率发无功功率吸收无功功吸收无功功率率无功功率无功功率电压越高，发出的无功越大优点运行维护简单，有功损耗小（约为容量的0.30.5），成本低，装设灵活方便，故得到广泛应用。22CCUQUCX393、电容器4.静止无静止无功补偿器功补偿器SVC动态无功补偿电源。电容器发出无功，电抗器吸收无功能快速平滑地调节无功，对冲击负荷有较强的适应性，运行维护方便，功率损耗小，对不平衡的负荷变化可以作到分相补偿
14、。可以根据负荷的变化自动调节发出的无功。40与电容器比较造价较高。4、静止无功补偿器（四）无功平衡与电压水平的关系 电力系统对无功功率的要求是：无功发大于供，并有一定的储备41LDGQQQ规划设计：规划设计：RGNQQQ运行中：运行中：无功电源充足，能满足较高电压水平下的无功平衡的需要，系统就有较高的运行电压水平；反之，无功不足就反应为运行电压水平偏低，因此，应力求实现在额定电压下的无功平衡，并根据这个要求装设必要的无功补偿装置 为了避免大量无功由输电线路远距离传送，造成大的电压损耗和功率损耗，无功应当做到分层分区平衡 实现无功功率实现无功功率在额定电压下的平衡是保证电压质量在额定电压下的平衡
15、是保证电压质量的基本条件的基本条件课堂小结1、无功电源有那些？2、无功负荷有哪些？选择合适的中枢点；确定中枢点电压允许偏移范围；将电压偏移控制在允许范围内。三、电压控制的策略三、电压控制的策略44（一）电压监测点和中枢点的选择1.电压监测点电压监测点电网中可反映电压水平的主要负荷供电点以及某些有代表性的发电厂、变电站。452.电压中枢点电压中枢点电网中重要的电压支撑点。46 对于220kV及以上电网，中枢点变电站设置的数量不应少于全网220kV及以上电压等级变电站总数的7%-10%3.中枢点允许电压偏移范围的确定中枢点允许电压偏移范围的确定地区负荷最大时，电压最低一点用户电压的下限加上该用户到
16、中枢点的电压损失。等于地区负荷最小时，电压最高一点用户电压的上限加上该用户到中枢点的电压损失。最低电压最低电压47允允许许偏偏差差最高运行电压最高运行电压不得超过系统额定电压的不得超过系统额定电压的10最低运行电压最低运行电压不应影响电力系统同步稳不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电使用及下一级电定、电压稳定、厂用电使用及下一级电压的调节。压的调节。1 1、500500（330330）kVkV母线允许偏差母线允许偏差（二）各级母线允许电压偏移发电厂及发电厂及500千伏变电所的千伏变电所的220千伏母线电压千伏母线电压 允许偏差为允许偏差为 010 即：即：220220 242kV 242
17、kV2 2、220kV220kV母线电压允许偏差母线电压允许偏差其他变电所其他变电所220千伏母线电压千伏母线电压 允许偏差为允许偏差为37 即：即：213.4213.4 235.4kV 235.4kV110110千伏母线电压允许偏差为千伏母线电压允许偏差为3 3 7%7%即：即：106.7 106.7 117.7kV 117.7kV3 3、11011035kV35kV母线电压允许偏差母线电压允许偏差 10 10千伏千伏母线电压允许偏差为母线电压允许偏差为 0 07%7%，即：即：1010 10.7kV10.7kV 35 35千伏母线电压允许偏差为千伏母线电压允许偏差为3 3 7%7%即：即：
18、33.95 33.95 37.45kV 37.45kV4 4、10kV10kV母线电压允许偏差母线电压允许偏差四、调压方法四、调压方法（一）电压（一）电压调整原则调整原则电网的无功补偿实行分层分区就地平衡的原则考虑，应随负荷或电压的变化进行调整，电压不能全网集中统一调整，只能分层、分区调整。51 B站C站A站线路B线路C220kV35kV110kV36.310kV10.3210.3510.42P:50.2Q:20.3 cos=0.93P:30.1Q:13.5 cos=0.92P:20.3Q:9.5 cos=0.952531.逆调压:最大负荷时保持中枢点电压比最大负荷时保持中枢点电压比线路额定电
19、压高线路额定电压高5%;5%;最小负荷时最小负荷时,使使中枢点电压降至线路额定电压。中枢点电压降至线路额定电压。适用范围：适用范围：中枢点到各负荷点线中枢点到各负荷点线路长、负荷变化较大，变化规律大路长、负荷变化较大，变化规律大致相同。致相同。2.顺调压：最大负荷时电压不低于线路额定电压最大负荷时电压不低于线路额定电压102.5%;102.5%;最小负荷时电压不高于线路额定电压的最小负荷时电压不高于线路额定电压的107.5%107.5%。适用范围适用范围:电压损耗小电压损耗小,负荷变动小负荷变动小,用户允许电压偏移大用户允许电压偏移大3.恒调压：中枢点电压保持在比线路额定电中枢点电压保持在比线
20、路额定电压高压高25%25%。适用范围适用范围:电压损耗较小电压损耗较小,负荷负荷变动较小。变动较小。无功补无功补偿调压偿调压为了调整用户的端电压，可采取以下措施：1、调节励磁电流以改变发电机的端电压，称为发电机调压；2、适当选择变压器的变比，称为变压器调压；3、改变线路的参数，从而减小电压损耗，称为无功补偿调压；4、改变无功功率的分布，称为运行方式调压。发电机在额定状态下运行时，可发出的无功功率为 式中，、分别为发 电机的额定视在功率、额定 有功功率和额定功率因数角。隐极发电机额 定运行相量图NGNNGNGNPSQtansinGNSGNPNPAGNQOdNIQNVNEGNPC NdNxI j
21、75.05.0 N1、发电机调压1、孤立发电厂不经升压直接供电的小电力网，线路上的电压损失不大，改变发电机端电压就可以满足要求 2、对于长线路多级供电的系统，电压变化太大，单靠发电机调压不行，只能满足近处地方负荷的电压要求。10kV110kV 多级变压器供电系统的电压损耗分布2%5%2%3%1%2%4%10%4%8%3%6%61u问题问题:对于较长线路、多电压对于较长线路、多电压级输电级输电,此时仅靠调节发电此时仅靠调节发电机不能机不能 满足要求满足要求 适用于小系统、线路适用于小系统、线路短短易于实现逆调压易于实现逆调压此调压仅作辅助措施此调压仅作辅助措施 P-Q曲线范围内调压UNE.I I
22、N N.jXdIN.QPCBAD进相运行调压低谷负荷时，利用发动机吸收系统多余的无功，是降低电厂附近电压较为有效的调压方法。当系统中无功电源不足，而有功备用容量又较充裕时，可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无功功率，从而提高系统的电压水平。发电机运行点不应越出P-Q极限曲线的范围（一般情况下端电压的调节范围为5）调相运行调压发电机不发有功，只输送无功2、变压器调压有载调压变压器的原理图低压绕组高压绕组K+-64改变变压器变比调压条件:从整个系统来看,必须无功电源充足。变压器本身不是无功电源,当系统中无功电源不足时,达不到调压要求降压变：UH ZTP1+jQ1UTH/UTLUL 考
23、虑不同负荷时的调压要求考虑不同负荷时的调压要求:LMNLMHMTHMUU)U(U=ULmNLmHmTHmUU)U(U=U 最大负荷时最大负荷时:最小负荷时最小负荷时:UH：高压侧实际电压(由潮流计算获得)；UL：低压侧希望电压(由调压要求获得)；UTH：高压侧欲选分接头电压；UTL：低压侧固定接头电压，UNL。P2+jQ U=(P1R+Q1X)/U1THNMHMNLLMUUUU=UTHNHmNLLmUUU=UmU并并校验校验:)U(U21=UTHmTHMTHa无载调压的双绕组变压器无载调压的双绕组变压器,须停电换分接头须停电换分接头,所以所以取平均值兼顾取平均值兼顾:T2N22TT2N22TX
24、UQPQRUQPP)QjP(jQPjQPTTHH UHZT ULLMNLMHMTHMUU)U(UULmNLmHmTHmUU)U(UU PH+jQH P+jQ升压变：UH：高压侧所要求的电压UL：低压侧实际电压或给定电压改变变压器分接头调压应注意：在系统无功功率不足的条件下，不宜采用调整变压器分接头的办法来提高电压。因为当某一地区的电压由于变压器分接头的改变而升高后，该地区所需的无功功率也增大了，这就可能进一步扩大系统的无功缺额，从而导致整个系统的电压水平更加下降。所以从全局来看，当系统无功不足时不宜采用改变变压器变比进行调压。什么情况下不允许调整有载变分接头：1.变压器过负荷运行时；2.有载调
25、压装置的瓦斯保护频繁发信号；3.有载调压装置的油标中无油位；4.调压装置的油箱温度低于-40 时；5.调压装置发生异常时。有载调压开关动作次数规定：35kV变压器的有载调压开关调节不超过20次/日；110kV及以上变压器的有载调压开关调节不超过10次/日，每次调节间隔时间不超过1分钟。3、电容器与电抗器调压（1）并联电容器补偿调压72原理原理:减少无功流动，直接减少线路有功损耗，减少电压减少无功流动，直接减少线路有功损耗，减少电压损耗，从而提高电压损耗，从而提高电压U1 K:1 U2 P+jQR+jXjQC缺点缺点随电压波动分组投切，调压是梯形的；电容随电压波动分组投切，调压是梯形的；电容器无
26、功输出随电压降低而大大降低，无功功器无功输出随电压降低而大大降低，无功功率调节性能相对较差。率调节性能相对较差。73运行维护简单运行维护简单（2）并联电抗器补偿调压 并联电抗器主要装设在四个电压等级上：35kV、66kV、330kV和500kV7475（3）改变线路参数（X）的方法调压 用串联电容补偿线路参数的方法调压。用串联电容补偿线路参数的方法调压。在高压电网中，通常电抗X比电阻R大很多，用串联电容的方法，改变线路电抗以减小电压损耗。对于负荷功率因数低、输送功率较大、负荷波动大、导线截面较大的线路，串联电容器调压，效果尤其显著。764、综合调压（1）各种调压方式的比较发电机调压发电机调压简
27、单灵活，无需投资，应充分利用，是发电机直接供电的小系统的主要调压手段。变压器调压变压器调压只能改变电压的高低，从而改变无功功率的流向和分布，而不能发出或吸收无功，只能用于无功充裕的系统。并联补偿并联补偿调压调压无功功率分层分区平衡的主要手段77（2）综合调压的原则无功不足时无功不足时根据就地平衡就地平衡补偿原则，先投入电压最低点附近的无功电源；再考虑分区、分层分区、分层补偿，投入远处的无功电源和集中补偿的无功电源。无功充足时无功充足时考虑选择变压器分接头进行调整，以充分发挥各种设备的调压效果。78（3）改变电网运行方式调压 当地区调度员采取上述几种基本的调压措施后，仍不能达到规定电压的范围时，
28、应立即报告上级调度员采取措施改善地区电压水平。79（4）电压过低，确无调压能力时拉闸限电 如220kV电压低于205kV时，地调调度员经省调许可后采取限荷措施，当220kV电压低于198kV时，应在低电压区按地区紧急限电序位表直接拉馈线1、220kV变电站的母线为省调、地调电压监测点，中低压母线为省调、地调电压监测点。各级母线运行电压范围为：213.4235.4kV 106.7117.7kV 33.9537.45kV 1010.7kV802、调整机组无功出力、投退无功补偿设备等措施，保证220kV变压器高压侧功率因数：高峰时段不小于0.95，低谷时段不大于0.95（四）、地调规程中调压的相关规
29、定（四）、地调规程中调压的相关规定3、地方电厂和具有无功调整能力的变电站按照下达的电压曲线自行调整无功出力，合格调压范围为目标值电压的98%-102%81无功负荷高峰期间，地方电厂发电机无功，要增到监视控制点电压达到目标值电压，或按发电机P-Q曲线带满无功负荷为止。无功负荷低谷期间，地方电厂发电机无功，要减到监视控制点电压减至目标值电压，或功率因数提到0.98以上。监视控制点电压仍高于目标值的102%以上时，100MW以下容量地方发电机组功率因数要求达到14、电压调整的主要方法82改变发电机、调相机励磁，投停电容器、电抗器。改变变压器分头。改变发电厂之间及发电厂内部机组的负荷分配。开启、停运机
30、组。改变电网结线方式，投停并列运行的变压器。限制电压过低地区的负荷 5、电压监测点电压超出规定电压5%的持续时间一般情况下不应超过1小时，任何情况下不应超过2小时。超出规定电压10%的持续时间一般情况下不应超过30小时，任何情况下不应超过1小时。无功补偿的原则；无功补偿的原则；分层分区分层分区和就地平衡，就地平衡，避免经长距离线路或多级变压器传送无功功率 分层-是指主要承担有功功率传输的220kV-500kV电网，应尽量保持各电压层间的无功平衡，减少各电压层间的无功串动；分区-是指110kV及以下的供电电网，应实现无功分区和就地平衡。总之，分层分区和就地平衡都是为了达到减少无功传输产生的大量功
31、率损耗为目的。（五）（五）电网无功补偿技术 1、对500(330)kV及以上网络，由于线路输送功率均小于自然功率，线路呈容性，整体上无功过剩，除发电机需高功率因数必要时进相运行外，电网配置感性无功为主，如电抗器。2、对以架空线路为主的220kV网络，一般大部分时间均呈感性，电网以容性无功补偿为主。3、对110kV及以下电网由于线路呈现感性，无论从调压还是降损考虑，均应以容性无功补偿为主。远离电源点的变电站按主变容量10%-30%的装设无功补偿装置。4、为提高10(6)kV配电线路的功率因数，宜优先在配电变压器低压电网配置带自动投切装置的并联电容器，无功补偿总容量一般为配电变压器的10%-20%
32、；对于配电网中分散的负荷区，也可采用分散补偿。（六）防止电压崩溃措施 1 1、安装足够容量的无功补偿设备，是做好电压调、安装足够容量的无功补偿设备，是做好电压调整、防止电压崩溃的基础；整、防止电压崩溃的基础；2 2、正确使用有载调压变压器；、正确使用有载调压变压器；3 3、避免远距离、大容量无功输送；、避免远距离、大容量无功输送；4 4、超高压线路的充电功率不宜作补偿容量使用，、超高压线路的充电功率不宜作补偿容量使用，防止跳闸后电压大幅度波动；防止跳闸后电压大幅度波动；5 5、高电压、远距离、大容量输电系统，在中途短、高电压、远距离、大容量输电系统，在中途短路容量较小的受电端设置静补、调相机等
33、作支撑；路容量较小的受电端设置静补、调相机等作支撑；6 6、在必要的地区安装低电压自动减载装置，配置、在必要的地区安装低电压自动减载装置，配置低电压自动联切负荷装置；低电压自动联切负荷装置；7 7、建立电压安全监视系统，向调度提供电网中有、建立电压安全监视系统，向调度提供电网中有关地区的电压稳定裕度及采取措施的信息。关地区的电压稳定裕度及采取措施的信息。1、电压调整能否全网集中统一调整？电力系统各节点电压是不同的，主要取决于各区的有功和无功供需平衡情况，也与网络结构有较大关系，电压不能全网集中统一调整，只能分区调整控制请考虑以下几个问题2、500kV变电站为何要加装并联高压电抗器？500kV及
34、以上的超高压输电线路有大量的充电功率，100km长的500kV输电线路容性充电功率可达100-120Mvar，是同样长度的220kV输电线的6-7倍。500kV变电站加装并联高压电抗器从总体上来说，是为了补偿500kV输电线路电容和吸收线路产生的充电功率。3、并联高压电抗器在系统中的作用有哪些？主要有以下五个方面 、限制空载线路的工频过电压 线路充电功率是引起工频过电压的主要原因，并联电抗器是限制工频过电压的有效措施，因而工频过电压也是选择并联电抗器的主要依据 、避免发电机带长线时的自励磁 、减少操作线路时的电压波动。一条500kV线路就是一个无功电源，它的投切会造成系统低压的波动 、无功功率
35、平衡 无功功率不宜远距离输送，以就地平衡为宜。任何局部地区无功功率过剩或不足，将不仅影响该地区的电压质量，而且会影响线路的输送能力，影响系统的暂态稳定。500kV线路的充电功率在线路输送自然功率（约1000MW）时，正好与线路电抗损耗相等，达到线路自身的无功功率平衡。目前500kV线路实际送电功率在300-700MW之间变化，则将剩余50-90%的充电功率，由并联电抗器直接吸收部分充电功率是一项重要功能。剩余的充电功率也可由几组低压电抗器来吸收（自耦变低压侧接）、限制潜供电流 输电线单相接地，故障相两侧断路器跳开后，由于存在因导线间分布电容从非故障相对故障相感应出的静电耦合电压，和因非故障相的
36、负荷电流通过导体间的互感在故障相感应出的电磁感应电压，将在故障相形成潜供电流。当潜供电流过大时，电弧不易熄灭，将造成单相重合闸重合于故障线路而中断线路供电。因此在500kV线路上，使用单相重合闸时，必须考虑采取限制潜供电流的措施。4、500kV站并联高压电抗器加装中性点小电抗器的作用是什么？500kV变电站并联高压电抗器加装中性点小电抗器是为了补偿线路对地电容，使相对地阻抗趋于无穷大，消除潜供电流纵向分量，提高重合闸的成功率，但中性点小电抗器的阻抗大小应进行必要的计算，以避免引起电磁谐振5、装有并联高压电抗器的500kV变电站为什么还要加装低压电抗器？500kV线路的充电功率主要由500kV线
37、路并联电抗器吸收，剩余的充电功率将由几组安装在变压器低压侧的低压电抗器吸收（自耦变低压侧接）虽然低压电抗器不能限制500kV线路的潜供电流，也不能减少投切线路时的电压波动，且当变压器停电时，低压电抗器也将随之退出，但低压电抗器可以分组进行调节，以适应运行方式变化对无功平衡的要求，可以较方便地调节系统电压，在变电站建设初期，500kV线路功率波动较大时，此特点尤为重要。不过，在变压器低压侧安装低压电抗器，将占用变压器一部分容量调压案例 一变电站主变为有载调压11081.25%，电容器每组3MVar,10kV母线电压现已低于规定值，问如何进行调整？分析：城区变电所负荷较重，负荷变化大，在高峰负荷期
38、间 电压降低的原因主要是负荷大，变压器、线路损耗增大，导致无功不足所引起，故优先考虑投入变电站并联电容器。10kV10kV110kV110kV至乙站至乙站 1、投入变电站并联电容器 2、改变变压器分接头 3、将可转移负荷调整至其它变电站 1、增加发电机无功出力 2、改变为该变电站线路供电的电源点 3、汇报地调协助处理 4、利用负控装置控制负荷 5、拉闸限电 若采取以上措施后电压仍不合格，可采取调整发电机无功出力及改变网络结构等方法进行调整课堂小结 1、电压为什么不能全网集中调整？2、调压的方法有哪些?3、电容器调压的原理是什么？4、改变变压器档位调压应注意什么？98五、五、AVCAVC介绍介绍
39、(一）AVC的概念 电压无功优化自动控制（AVC）系统基于OPEN-3000调度自动化平台，其主要功能是在保证电网安全稳定运行前提下，保证电压和功率因数合格，并尽可能降低系统因不必要的无功潮流引起的有功损耗。99通过调度自动化系统采集各节点遥测、遥信等实时数据进行在线分析和计算，以各节点电压合格、关口功率因数为约束条件，进行在线电压无功优化控制，实现主变分接开关调节次数最少、电容器投切最合理、发电机无功出力最优、电压合格率最高和输电网损率最小的综合优化目标,最终形成控制指令，通过调度自动化系统自动执行.100 AVC与OPEN-3000平台一体化设计，从PAS网络建模获取控制模型、从SCADA
40、获取实时采集数据并进行在线分析和计算，对电网内各变电所的有载调压装置和无功补偿设备进行集中监视、统一管理和在线控制，实现全网无功电压优化控制闭环运行。实现AVC，对保障电能质量，提高输电效率，降低网损，实现稳定运行和经济运行.（二）AVC系统基本功能 利用电网实时运行数据，从整个电网的角度科学决策出最佳的无功电压调整方案，实现全网无功的分层分区协调控制，使系统的无功分配和各节点电压都能达到相对最优的状态，保证电压和电网关口功率因数合格。101102l 全网无功优化控制。l 全网电压优化控制。l 控制全网关口力率。l 全网控制自动协调。l 分析及统计确定无功补偿点。在网络模型的基础上，根据SCA
41、DA实时遥信信息，实时动态跟踪电网运行方式的变化，正确划分供电区域，实现动态分区调压。主要功能典型的地区电网区域接线图如下图所示：B站C站A站线路B线路C区域ABC区域C区域BC104调度AVC主站电厂AVC装置变电站AVC装置变电站低压电容器/电抗器投退、主变有载分接头调整电厂机组励磁系统或DCS电网AVC系统控制示意图(三）AVC工作过程105AVC工作流程图工作流程图106 1 1、分层分区分层分区 根据无功平衡的局域性和分散性，AVC对地区电网电压无功分层分区控制，根据网络拓扑实时跟踪方式变化，进行动态分区，以220kV枢纽变电站为中心，将整个电网分成若干彼此间无功电压电气耦合度很弱的
42、区域电网。（四）地区电网AVC控制策略107典型的地区电网区域接线图如下图所示：B站C站A站线路B线路C区域ABC区域C区域BC 2 2、电压控制策略、电压控制策略 1）区域电压控制：区域群体电压水平受区域枢纽厂站无功设备控制影响，是区域整体无功平衡的结果。当区域内电压普遍偏高（低）时，调节枢纽厂站无功设备，以尽可能少的控制设备调节次数，使最大范围内电压合格或提高群体电压水平，同时避免区域内多主变同时调节引起振荡，实现区域电压控制的优化。（该区域至少有2个厂站，5条计算母线，否则不进行区域无功控制）108 判断一个区域内所有计算母线的电压越限情况，根据越限母线百分比母线百分比(65%)判断是否
43、需要区域电压控制。如：该区域有10条计算母线中有7条母线越上限，7/10 0.65 则会出策略，该区域电压高（0.7），一般都是关口220kV站主变降档，反之一样。109 2）就地电压控制：区域电压合格后，AVC会判断单站电压。就地无功设备控制能够最快、最有效校正当地电压，消除电压越限。当某厂站电压越限时，启动该厂站内无功设备调节。该厂站内变压器和电容器按就地电压策略协调控制，实现电压无功综合优化。3.无功控制策略 根据所设定所设定的关口功率因数（省地联调的根据省调下发省调下发的关口功率因数）上下限，与实际有功计算出无功的范围。若过补则切除区域内某个电容，欠补投入区域内某个电容。针对区域无功可
44、能出现的过补和欠补两种情况，AVC的无功控制相应地可分为无功切除、无功投入两个操作方向。在无功切除或投入时需对区域内电容器序列切除和投入。（1）在调度端进行电网无功优化计算，把结果下发到电网各可控节点（发电厂、变电站）。（2）电厂AVC装置根据下发的指令调整电厂的高压母线电压或机组的无功出力。（3）变电站AVC装置根据下发指令调整主变分接头，投、切变电站低压无功补偿设备。（五）AVC控制手段（1）提高电压合格率（2）优化电网无功潮流，使网损最小化（3）实现无功电压的自动调整，减轻调度及现场值班人员的劳动强度113(六）AVC控制目标思考题：1、AVC是什么？2、什么是电力系统的分层分区？3、AVC控制目标？114谢谢大家谢谢大家!115
