电力系统的电压管理分析

来源:用户上传      作者: 张亚妮

　　【摘要】随着电力系统的发展，电压等级逐渐提高，网络的结构越来越复杂，对电力系统的电压水平要求也越来越高，本文就简要阐述了电力系统的电压管理分析。
　　【关键词】电力系统；电压；管理；分析
　　一、电压调整的目的
　　保证供给用户用电设备的电压不超过允许的偏移范围是电力系统电压调整的基本目的。但在电力系统中有许多发电厂、变电站和大量的负荷节点，要全部监视、控制并调整所有节点的电压不仅很难做到，而且也无必要。在电力系统往往选择一些有代表性的发电厂和变电站的母线作为电压监控点电力系统的电压调整实质上就是保证系统中各电压中枢点的电压不超过允许范围。电压调整和频率调整相比较有如下的不同：（1）全系统频率相同，而系统中为数甚多的节点（母线）其电压值各不相同。（2）频率与系统有功功率密切相关，系统的有功电源集中于发电厂的发电机；而电压则与系统无功功率关系很大，无功电源除各类发电厂的发电机外，可分散在各变电所设置的其他无功电源。（3）调整频率只须采用调整发电厂原动机功率这惟一手段；而要使全系统各节点电压满足要求，必须采用各种调整措施。
　　二、中枢点的电压管理
　　1．中枢点电压的允许变动范围。各负荷点的电压偏移有一个允许的变化范围，但从中枢点到各负荷点的供电线路上却存在着不同的电压损耗，如正常运行时高压配电网允许的电压损耗为4%～6%，事故运行时高压配电网允许的电压损耗为8%～12%，正常运行时高压供电线路允许的电压损耗为6%～8%，事故运行时高压供电线路允许的电压损耗为10%～12%。编制中枢点电压曲线找出中枢点电压允许的变动范围的方法，主要是电力系统运行部门的电压管理工作。在电力系统的规划设计时，由系统供电的较低电压等级的电网往往还未建成，甚至还未兴建，很多运行数据和要求都不确定，不能计算较低电压等级电网中的电压损耗，无法按照上述方法作出中枢点的电压曲线。调压计算可以根据电网的性质对中枢点的调压方式提出原则性的要求。
　　2．中枢点的调压方式。中枢点的调压方式一般分为逆调压、顺调压和常调压三种。（1）逆调压。在最大负荷时，使中枢点的电压较该点所连线路的额定电压提高5%；在最小负荷时，使中枢点的电压等于线路的额定电压，称为逆调压。例如，电压中枢点所连线路的额定电压为10kV，采用逆调压方式，在最大负荷时，应使中枢点电压为10.5kV；在最小负荷时，应使中枢点电压为10kV。这种调压方式，适用于线路较长、负荷变动较大的电力网。为满足这种调压方式的要求，一般需要在电压中枢点装设较贵重的调压设备（如调相机、静止补偿器、带负荷调压变压器等）。由于发电机能够通过改变励磁电流的大小，来提高或降低电压，所以发电机电压母线能够采用逆调压方式。（2）顺调压。在最大负荷时，使电压中枢点的电压不低于线路额定电压的1.025倍；在最小负荷时，使电压中枢点的电压不高于线路额定电压的1.075倍，即要求电压中枢点的电压偏移在（2.5%～7.5%）范围内，称为顺调压。例如，电压中枢点所连接线路额定电压为10kV，采用顺调压方式，在最大负荷时，应使电压中枢点电压不低于10.25kV；在最小负荷时，应使中枢点电压不高于10.75kV。顺调压是一种较低的调压要求，一般不需要加装特殊的调压设备，而通过普通变压器的分接头选择来达到。这种调压方式，适用于线路电压损耗较小，负荷变动不大，或用电单位容许电压偏移较大的电力网。（3）常调压。在任何负荷下都保持中枢点电压为一基本不变的数值，这种调压方式称为“常调压”，也叫“恒调压”。通常适用于负荷变动小、线路上电压损耗小的情况。采用常调压方式，其电压可以保持为(102%～105%) 。以上三种方式中都是正常运行时对电压调整的要求。当系统发生故障时，电压损耗一般比正常运行时大，因此对电压质量的要求允许适当降低，通常允许事故时的电压偏移较正常时再增大5%。
　　三、电压调整的基本原理
　　现以图1所示简单电力系统为例，说明常用的各种调压措施所依据的基本原理。
　　图1简单的电力系统
　　略去电力线路的电容功率，变压器的励磁功率和网络的功率损耗。变压器参数已归算到高压侧。负荷节点D的电压为：
　　由上式可见，为了调整用户端电压，可以采用以下措施：（1）改变发电机端电压UG调压；（2）改变变压器变比k1、k2调压；（3）改善网络参数R和X调压；（4）改变电网无功功率Q的分布调压。
　　
　　参 考 文 献
　　[1]邱家驹．电力系统在线电压控制．《电力系统自动化》．1984（1）

转载注明来源:https://www.xzbu.com/2/view-608502.htm