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东北电力大学电力系统习题集电力系统无功功率平衡与电压调整

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6 电力系统无功功率平衡与电压调整

6. 1 思考题、习题

1) 电力系统中无功负荷和无功损耗主要是指什么？

2）如何进行电力系统无功功率的平衡？在何种状态下才有意义？定期做电力系统无功功率平衡计算的主要内容有哪些？

3）电力系统中无功功率电源有哪些？其分别的工作原理是什么？

4）电力系统中无功功率与节点电压有什么关系？

5）电力系统的电压变动对用户有什么影响？

6）电力系统中无功功率的最优分布主要包括哪些内容？其分别服从什么准则？

7）有功网损微增率、无功网损微增率和网损修正系数的定义及意义是什么？什么是等网损微增率准则？

8）最优网损微增率的定义是什么？什么是最优网损微增率准则？

9）电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容易实现？哪一种方式最不容易实现？为什么？

10）电力系统电压调整的基本原理是什么？当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比调压？为什么？

11）电力系统常见的调压措施有哪些？

12）试推导变压器分接头电压的计算公式，并指出升压变压器和降压变压器有何异同点？

13）有载调压变压器与普通变压器有什么区别？在什么情况下宜采用有载调压变压器？

14）在按调压要求选择无功补偿设备时，选用并联电容器和调相机是如何考虑的？选择方法有什么不同？

15）什么是静止补偿器？其原理是什么？有何特点？常见的有哪几种类型？

16）并联电容器补偿和串联电容器补偿各有什么特点？其在电力系统中的使用情况如何？

17）已知某简单电力系统如图6-1所示，A 1+j4.165 ① 24+j18MVA

现准备投资在系统中装设18Mvar的

并联电容器进行无功补偿。试确定电 0.5+j2.465 ② 24+j18MVA

容器的最优分布方案。

18）有一降压变压器归算至高压侧的阻抗 图6-1 简单电力系统

为2.44+j40Ω，变压器的额定电压为110±2×2.5%/6.3kV。在最大负荷时，变压器高压侧通过的功率为28+j14MVA，高压母线电压为113kV，低压母线要求电压为6kV；在最小负荷时，变压器高压侧通过的功率为10+j6MVA，高压母线电压为115kV，低压母线要求电压为6.6kV。试选择变压器分接头。

19）有一降压变压器，kVUMVASNN11/%5.22110,20，5.10%,163kkUkWP。变压器低压母线最大负荷为18MVA，cosφ=0.8；最小负荷为7MVA，cosφ=0.7。已知变压器高压母线在任何方式下均维持电压为107.5kV，如果变压器低压母线要求顺调压，试选择变压器分接头。

20）某变电所有一台降压变压器，变压器的额定电压为110±2×2.5%/11kV，变压器已运行于115.5kV抽头电压，在最大、最小负荷时，变压器低压侧电压的偏移分别为-7%和-2%（相对于网络额定电压的偏移）。如果变压器电压侧要求顺调压，那么变压器的抽头电压115.5kV能否满足调压的要求，应如何处理？

21）水电厂通过SFL-40000/110型升压变压器与系统连接，变压器归算高压侧的阻抗

为2.1+j38.5Ω，额定电压为121±2×2.5%/10.5 kV。在系统最大、最小负荷时，变压器高压母线电压分别为112.09kV和 115.92kV ；低压侧要求电压，在系统最大负荷时不低于10kV，在系统最小负荷时不高于11 kV。当水电厂在最大、最小负荷时输出功率为28+j21MVA时，试选择变压器分接头。

22）有一个降压变电所由二回110kV，70km的电力线路供电，导线型号为LGJ-120，导线计算外径为15.2mm，三相导线几何平均距离为5m。变电所装有二台变压器并列运行，其型号为SFL-31500/110，kVUMVASNN11/110,20，5.10%kU。最大负荷时变电所低压侧归算高压侧的电压为100.5kV，最小负荷时为112.0kV。变电所二次母线允许电压偏移在最大、最小负荷时分别为2.5%～7.5%。试根据调压的要求按并联电容器和同期调相机两种措施，确定变电所11kV母线上所需补偿设备的最小容量。

23）有一个降压变电所由一回110kV，的架空电力线路供电，导线型号为LGJ-240，线路长度为105 km，,/407.0,/131.011kmxkmrkmSb/108.261。变电所装有一台有载调压变压器，型号为SFZL-40500/110，MVASN5.40，kVUN11/%5.24110，5.10%,230kkUkWP，5.2%,4500IkWP。变电所低压母线最大负荷为26MW，cosφ=0.8，最小负荷为最大负荷的0.75倍，cosφ=0.8。在最大、最小负荷时电力线路始端均维持电压为121kV，变电所低压母线要求逆调压。试根据调压要求（按并联电容器和同期调相机两种措施）确定在变电所低压母线上进行无功补偿的最小容量。

6. 2 习题解答

17）MVarQMVarQCC6,1221

18）选择变压器主分接头，分接头电压为Ut=110kV。

19）选择变压器110kV-2.5%分接头，分接头电压为Ut=107.25kV。

20）不能满足调压要求。应另选变压器110kV-5%分接头，分接头电压为Ut=104.5kV。

21）选择变压器主分接头，分接头电压为Ut=121kV。

22） ⑴并联电容器：选择变压器110kV+5%分接头，分接头电压为Ut=115.5kV；

容量为10.96Mvar。

⑵调相机： 选择变压器110kV+2.5%分接头，分接头电压为Ut=112.75kV；

容量为6.854Mvar。

23） ⑴并联电容器：选择变压器110kV+10%分接头，分接头电压为Ut=121kV；

容量为15.22Mvar。

⑵调相机： 选择变压器110kV+2.5%分接头，分接头电压为Ut=112.75kV；

容量为2.742Mvar。

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浅谈电力系统无功功率的平衡与电压调整

浅谈电力系统无功功率的平衡与电压调整

浅谈电力系统无功功率的平衡与电压调整

电力系统的电压是否能够保持稳定是保证供电质量的有效保证之一，如果电力系统内部的电压的波动性能过高的话，将会给电力系统带来不利的影响，对用户的正常用电也会带来一定的干扰。针对这样的情况，就需要电力系统在保证给电力用户所提供的电压的过程之中不能偏离实际设定的电压的额定值太远。与此同时，由于整个电力系统是一个庞大的系统，这个系统内部存在有很多的电力节点，这就导致整个电力系统之中的电压负荷分布的很不均匀，这些问题的产生原因就是电力系统无功功率的不平衡状态。针对这样的问题，本文将重点分析电力系统无功功率的平衡与电压调整问题。

标签：电力系统； 无功功率； 平衡； 电压调整；

所谓电力系统无功功率平衡，顾名思义指的就是地区电力系统根据系统所制定的电源发展规划，以及电力系统的电力网发展规划进行无功功率平衡计算，使整个电力系统的无功电源所发出的无功功率可以和系统的无功负荷相平衡。进行电力系统无功功率平衡的主要目的就在于维持各种运行方式下电力系统的电力平衡，保证整个电力系统的正常使用和运行。在本文中，将具体的结合介绍电力系统无功功率的平衡与电压调整的重要性，介绍无功功率和电压之间的关系，并具体的被分析保证电力系统正常运行的两种手段：首先，保证电力系统的无功功率平衡；其次，进行必要的电压调整操作。通过本文的论述，笔者一方面希望能起到抛砖引玉的作用，另一方面，希望能给相关的工作人员提供一点参考借鉴的材料。

一、进行电力系统无功功率的平衡与电压调整的重要性

为了保证电力系统内部的电压的稳定性，要时常对电力系统内部的电压进行调整，以便于保证电力系统内部的电压出现偏移数值超出偏移极限的情况下，电力系统内部的各种设备和电力系统网络不会出现问题，也就可以有效的保证电力系统的供电效率，有效的保证电力系统的经济效益。与此同时，在电力系统的电压发生改变的过程之中，各种的电力负荷的改变会产生电力系统地电机的转动速度的差异，导致电力系统内部的电流数值加大，最终导致电力系统内部的设备出现电压过高的问题。

第5章 电力系统的无功功率平衡和电压调整.

第5章 电力系统的无功功率平衡和电压调整.

第5章 电力系统的无功功率平衡和电压调整

一、填空题

1.电力系统的无功电源除了发电机，还有各种类型的 装置。

2.输电线路两端电压差值越大，则流过的无功功率也就越 （填“大”或“小”）。

3.电力系统的无功平衡是指各种无功电源供给的无功功率要与 和_____________相平衡。同时，为了保证运行的可靠性和电能质量，以及适应负荷的发展，还必须具备一定的 。

4.电力系统中的无功损耗主要包括 的无功损耗和 的无功损耗。

5.电力系统的无功电源有 、 、 、_____________和 等。

6. 电力系统电压的监视和调整通常只选择一些关键性的母线（节点）来完成，这些关键性的母线称为 。

7.中枢点的调压方式分为 、 和 三类。

8.在整个电力系统普遍缺少无功的情况下， （填“能”或“不能”）采用改变变压器分接头的方法提高所有用户的电压水平。

9.在负荷水平较低时，应 （填“增加”或“减少”）并联运行的变压器台数，以_________（填“升高”或“降低”）二次母线电压。

10. 如下图所示，AU、BU分别为线路AB两端的电压相量，由此可知：线路中有功功率的流向为 ；感性无功功率的流向为 。

11.电力系统中某两个相邻节点a、b的电压分别为kVUa2228，kVUb5192，该两个节点之间P的流向为 ，感性无功Q的流向为 。

二、选择题

1.关于输电线路上有功功率和无功功率的传输方向，下列说法正确的是（ ）

A.有功功率从电压相角超前的一端流向电压相角滞后的一端，无功功率从电压幅值较大的一端流向电压幅值较小的一端

电力系统分析_穆刚_习题及答案电力系统无功功率平衡与电压调整

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6 电力系统无功功率平衡与电压调整

6. 1 思考题、习题

1) 电力系统中无功负荷和无功损耗主要是指什么？

2）如何进行电力系统无功功率的平衡？在何种状态下才有意义？定期做电力系统无功功率平衡计算的主要内容有哪些？

3）电力系统中无功功率电源有哪些？其分别的工作原理是什么？

4）电力系统中无功功率与节点电压有什么关系？

5）电力系统的电压变动对用户有什么影响？

6）电力系统中无功功率的最优分布主要包括哪些内容？其分别服从什么准则？

7）有功网损微增率、无功网损微增率和网损修正系数的定义及意义是什么？什么是等网损微增率准则？

8）最优网损微增率的定义是什么？什么是最优网损微增率准则？

9）电力系统中电压中枢点一般选在何处？电压中枢点的调压方式有哪几种？哪一种方式容易实现？哪一种方式最不容易实现？为什么？

10）电力系统电压调整的基本原理是什么？当电力系统无功功率不足时，是否可以通过改变变压器的变比调压？为什么？

11）电力系统常见的调压措施有哪些？

12）试推导变压器分接头电压的计算公式，并指出升压变压器和降压变压器有何异同点？

13）有载调压变压器与普通变压器有什么区别？在什么情况下宜采用有载调压变压器？

14）在按调压要求选择无功补偿设备时，选用并联电容器和调相机是如何考虑的？选择方法有什么不同？

15）什么是静止补偿器？其原理是什么？有何特点？常见的有哪几种类型？

16）并联电容器补偿和串联电容器补偿各有什么特点？其在电力系统中的使用情况如何？

17）已知某简单电力系统如图6-1所示，A 1+j4.165 ① 24+j18MVA

现准备投资在系统中装设18Mvar的

并联电容器进行无功补偿。试确定电 0.5+j2.465 ② 24+j18MVA

容器的最优分布方案。

18）有一降压变压器归算至高压侧的阻抗 图6-1 简单电力系统

电力系统无功功率平衡与电压调整

电力系统无功功率平衡与电压调整

电力系统无功功率平衡与电压调整

由于电力系统中节点很多，网络结构复杂，负荷分布不均匀，各节点的负荷变动时，会引起各节点电压的波动。要使各节点电压维持在额定值是不可能的。所以，电力系统调压的任务,就是在满足各负荷正常需求的条件下，使各节点的电压偏移在允许范围之内。

由综合负荷的无功功率一电压静态特性分析可知，负荷的无功功率是随电压的降低而减少的,要想保持负荷端电压水平，就得向负荷供应所需要的无功功率。所以，电力系统的无功功率必须保持平衡,即无功功率电源发出的无功功率要与无功功率负荷和无功功率损耗平衡。这是维持电力系统电压水平的必要条件。

一、无功功率负荷和无功功率损耗

1．无功功率负荷

无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备（主要是异步电动机）所吸收的无功功率.一般综合负荷的功率因数为0.6～O.9,其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。

2．电力系统中的无功损耗

（1）变压器的无功损耗。变压器的无功损耗包括两部分。一部分为励磁损耗,这种无功损耗占额定容量的百分数，基本上等于空载电流百分数0I％，约为1%～2％。因此励磁损耗为

0/100TyTNQIS （Mvar) （5-1-1）

另一部分为绕组中的无功损耗。在变压器满载时,基本上等于短路电压kU的百分值，约为10％这损耗可用式（6-2）求得

2(%)()100kTNTLTzTNUSSQS （Mvar) (5-1—2）

式中,TNS为变压器的额定容量（MVA）；TLS为变压器的负荷功率(MVA）。

由发电厂到用户，中间要经过多级变压,虽然每台变压器的无功损耗只占每台变压器容量的百分之十几,但多级变压器无功损耗的总和可达用户无功负荷的75%～100％左右。