李中韶　谷豐

摘 要：電力系統(tǒng)調(diào)壓的目的是保證系統(tǒng)中各負(fù)荷點(diǎn)的電壓在允許的偏移范圍以內(nèi)。本文根據(jù)工廠供電負(fù)荷大，功率因數(shù)不高的特點(diǎn)，對(duì)電力系統(tǒng)調(diào)壓的兩種重要措施進(jìn)行分析、計(jì)算。

關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)；調(diào)壓；變壓器；電容器

電力系統(tǒng)的電壓和頻率一樣，都是電能質(zhì)量的重要標(biāo)準(zhǔn)，保證工廠的電壓與耳朵電壓值的偏移不超過規(guī)定的數(shù)值，是電力系統(tǒng)運(yùn)行調(diào)整的基本任務(wù)之一。各種用電設(shè)備是按照額定電壓來設(shè)計(jì)制造的，只有在額定電壓下運(yùn)行才能取得最佳的工作效率。當(dāng)電壓偏離額定值較大時(shí)，會(huì)對(duì)負(fù)荷的運(yùn)行帶來不良影響，影響供電質(zhì)量，損壞設(shè)備，甚至引起全廠電力系統(tǒng)電壓崩潰，造成全廠停電。

電力系統(tǒng)電壓降低時(shí)，各類負(fù)荷中占比重最大的異步電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)差率將增大。因而，電動(dòng)機(jī)各繞組中的電流也將增大，溫升將增加，效率將降低，使用壽命會(huì)縮短。

在電力系統(tǒng)中，為了保證系統(tǒng)有較高的電壓水平，必須要有充足的無功電源。為保障電動(dòng)機(jī)以及各種用電設(shè)備的電壓質(zhì)量符合要求，必須采用各種調(diào)壓控制措施。

一、 控制變壓器變比調(diào)壓

一般店里變壓器都有可以控制調(diào)整的分接抽頭，調(diào)整分接抽頭的位置可以控制變壓器的變比。通常分接抽頭設(shè)在高壓繞組（雙繞組變壓器）。雙繞組變壓器的高壓繞組上設(shè)有若干分接抽頭可供選擇，其中對(duì)應(yīng)于額定電壓UN的稱為主抽頭，容量6300kVA及以下的變壓器，高壓側(cè)有三個(gè)分接頭，分別為1.05UN，0.95UN。量6300kVA及以上的變壓器，高壓側(cè)有五個(gè)分接頭，1.05 UN，1.025 UN，0.975 UN，0.95 UN。變壓器低壓繞組不設(shè)分接抽頭。

要注意的是當(dāng)改變高壓側(cè)分接開關(guān)檔位時(shí)，并沒有改變高壓側(cè)的電壓（高壓側(cè)的電壓是系電源的電壓，這個(gè)電壓只能隨負(fù)荷等參數(shù)波動(dòng)，不受變壓器高壓側(cè)分接開關(guān)檔位影響），實(shí)際上改變的是高壓繞組的匝數(shù)。高壓繞組的匝數(shù)一旦改變了，它與中、低壓側(cè)之間的變比也就改變了，從而達(dá)到了改變中、低壓側(cè)電壓的目的。

因此，從整個(gè)電力系統(tǒng)來看，控制變壓器變比調(diào)壓是以電力系統(tǒng)無功功率充足為基本條件的，當(dāng)電力系統(tǒng)無功功率電源不足時(shí)，僅僅依靠改變變壓器變比是不能達(dá)到控制電壓效果的。這時(shí)就需要合理的配置無功功率補(bǔ)償設(shè)備，以改變電力網(wǎng)絡(luò)中的無功功率分布。

二、 利用增設(shè)電容器控制電壓

1、并聯(lián)電容器控制電壓

在電力系統(tǒng)中并聯(lián)電容器，他的作用是在重負(fù)荷時(shí)發(fā)出感性無功功率，補(bǔ)償負(fù)荷的無功需要，減少由于輸送這些感性無功功率、電氣設(shè)備使用產(chǎn)生的電壓降落。提高負(fù)荷端的輸電電壓。

電容器組只能發(fā)出感性無功功率，以提高工廠內(nèi)高電力系統(tǒng)的電壓，而不能吸收感性無功功率，以降低工廠內(nèi)高電力系統(tǒng)的電壓。工廠內(nèi)的主變會(huì)在重負(fù)荷條件下發(fā)生電壓偏低、輕負(fù)荷條件下發(fā)生電壓偏高現(xiàn)象。因此，為了充分利用無功功率補(bǔ)償容量，電容器組只需要在重負(fù)荷時(shí)投入，輕負(fù)荷時(shí)全部退出。也就是說，變壓器的變比應(yīng)該按照最小負(fù)荷時(shí)電容器組全部退出運(yùn)行來選擇。

變壓器變比選定以后，再按最大負(fù)荷時(shí)變壓器低壓母線要求的電壓確定應(yīng)該設(shè)置的電容器組容量，這樣可以充分利用電容器的設(shè)備容量，能夠在滿足負(fù)荷對(duì)控制電壓要求的前提下，設(shè)置的電容器最少。

2、串聯(lián)電容器控制電壓

在輸電線路上串聯(lián)接入電容器，利用電容器上的容抗補(bǔ)償輸電線路中的感抗，使電壓損耗計(jì)算式中的分量減小，從而提高輸電線路末端的電壓。

如果近似認(rèn)為接近輸電線路的額定電壓，則有：

上式中，為經(jīng)串聯(lián)電容補(bǔ)償后輸電線路末端電壓需要升高的電壓增值數(shù)值。所以就可根據(jù)輸電線路末端需要升高的電壓數(shù)來確定串聯(lián)的電容補(bǔ)償?shù)碾娍怪怠Ｍ瑯?，調(diào)壓的效果值也隨無功功率符合Q變化而改變。無功功率負(fù)荷增大時(shí)末端所太高的電壓降增大，無功功率負(fù)荷減小時(shí)末端所抬高的電壓也隨之減小。而無功功率負(fù)荷增大時(shí)導(dǎo)致末端電壓下降，此時(shí)也正是需要升高末端電壓。串聯(lián)電容器調(diào)壓方式與調(diào)壓要求恰好一致，這也是串聯(lián)電容器補(bǔ)償調(diào)壓的一個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)。由于工廠供電通常都是10kV以下電壓等級(jí)，負(fù)荷波動(dòng)大且頻繁，功率因數(shù)不高，因此這種補(bǔ)償方式更適合于工廠供電。

在以上兩種調(diào)壓方式中，第一種采用變壓器有載調(diào)壓，即靈活又方便尤其是電力系統(tǒng)中個(gè)別負(fù)荷變化規(guī)律相差懸殊的工廠，不采用有載調(diào)壓變壓器調(diào)壓幾乎無法滿足負(fù)荷對(duì)電壓質(zhì)量的要求。另一種并聯(lián)電容器補(bǔ)償或串聯(lián)電容器補(bǔ)償，它們都可以提高電力系統(tǒng)電壓和減少電力系統(tǒng)有功功率損耗。但是他們補(bǔ)償?shù)男Ч遣灰粯拥?。串?lián)電容器補(bǔ)償可以直接減少電力系統(tǒng)的電壓損耗以提高電力系統(tǒng)末端電壓的水平；而并聯(lián)電容器補(bǔ)償則是銅鼓減少電力系統(tǒng)流通的無功功率而減小電壓損耗，以提高電力系統(tǒng)末端電壓水平。以上兩種方式就是工廠中較為常見的兩種調(diào)壓方式，都可以實(shí)現(xiàn)調(diào)壓，保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的需求。

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