2020年甘肃国家电网校园招聘电力系统分析考点：电力系统的电压调整

电力系统的电压调整
一、调整电压的必要性
电力系统的电压和频率一样也需要经常调整。由于电压偏移过大时，会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的“电压崩溃“，造成大面积停电。
l系统电压降低时，发电机的定子电流将因其功率角的增大而增大。如这时电流源已达额定值，则电压降低后，将使其超过额定值。
l当系统电压降低时，各类负荷中占比重最大的异步电动机的转差率增大，从而，电动机各绕组中的电流将增大，温升将增加，效率将降低，寿命将缩短。
l照明负荷，尤其是白炽灯，对电压变化的反应最灵敏。电压过高，白炽灯的寿命将大为缩短；电压过低，亮度和发光效率又要大幅下降。
l系统电压过高将使所有电气设备绝缘受损，而且变压器、电动机铁芯会饱和，铁芯损耗增大，温升将增加，寿命将缩短。
二、电压波动和电压管理
1电压波动
电压波动分为两类：
l周期长、波动面大、主要由生产、生活和气象条件变化引起的负荷变动所导致的电压变动。
l冲击性和间歇性负荷引起的电压波动。如往复式泵、电弧炉、卷扬机、通风设备等。电压闪变、电压跌落等。
习惯上所谓的电压调整是针对第一类的，对第二类可采取专门措施。
2．电压管理
（1）电压中枢点的选择
电力系统调整电压的目的，是要在各种运行方式下，能维持各用电设备的端电压在规定的波动范围内，从而保证电力系统运行的电能质量和经济性。
由于电力系统结构复杂，用电设备数量极大，因此电力系统运行部门对网络各母线电压及各用电设备的端电压进行监视和调整是不可能的，而且也没有必要。在电力系统中常常选择一些有代表性的点作为电压中枢点，运行人员监视中枢点电压，将中枢点电压控制调整在允许的电压偏移范围内。只要这些中枢点的电压质量满足要求，其他各点的电压质量基本上满足要求。所谓电压中枢点系指那些能反映和控制整个系统电压水平的点。一般选择下列母线作为中枢点：
(1)大型发电厂的高压母线(高压母线上有多回出线时)；
(2)枢纽变电所的二次母线；
(3)有大量地方性负荷的发电厂母线。
下图所示发电厂低压母线I和末端变电所二次母线Ⅱ可作为中枢点。
（2）中枢点电压和负荷电压的关系
为对中枢点电压进行控制和调整，必须首先确定中枢点电压的允许波动范围。一般各负荷点都允许有一定的电压偏移，例如，负荷点允许电压偏移为±5％，再计及由负荷点到中枢点的线路上的电压损耗，便可确定中枢点电压的波动范围。这就是常说的电压的不等约束条件。
对一个实际运行的系统，网络参数和负荷曲线已知后，要确定中枢点的电压波动范围，如图4-12 (a) 所示由一个中枢点i向两个负荷j、k供电的简单网络。设j、k两负荷允许电压偏移都为±5％，如图4-12 (b) 所示；负荷j、k的简化日负荷曲线如图4-12 (c) (d) 所示；设由于这两个负荷功率的流通，线路i-j、i-k上的电压损耗分别如图4-12 (e) 、(f)所示。求中枢点电压的波动范围。即编制中枢点电压变化曲线。
根据负荷对电压的要求，可求出中枢点电压的波动范围。
只满足j负荷时，中枢点电压应维持的电压为：
0~8时  ；
8~24时  。
只满足k负荷时，中枢点电压应维持的电压为：
0~16时  ；
16~24时  。
根据这些要求可作出中枢点i电压的变动范围如图4-13所示。
将图4-13 (a) 、(b) 合并，就可得同时满足负荷j、k要求的中枢点i的电压允许变动范围，如图4-14 (a) 中的阴影部分。
 
可见，同时满足j、k两点电压要求时，中枢点电压的变动范围为：
0~8时    ；
8~16时   ；
16~24时  。
由以上可知，虽然负荷j、k允许的电压偏移都是±5％，即都有10％的允许变化范围，但由于中枢点i与这些负荷之间线路上电压损耗、的大小和变化规律都不相同，要同时满足这两个负荷对电压质量的要求，中枢点电压的允许变化范围大大缩小了，最小时仅有1％。
若同时考虑两个负荷，两个负荷对中枢点电压的允许波动范围没有相交的阴影部分，则中枢点不能同时满足两个负荷对电压的要求。例如，设8~24时，增大为0.12，则8~16时，从曲线上找不到公共的阴影部分，中枢点i的电压就难以同时满足负荷j、k对电压质量的要求，如图4-14 (b) 所示。一旦出现这种情况，仅靠控制中枢点电压已不足以控制所有负荷点的电压，则应考虑采取其他措施。