电力系统电压调整措施综述

[摘要]：电压是衡量电能质量的主要指标之一，本文在论述了电压调整的必要性，综述了电压调整基本思想的基础上，分别介绍了电力系统常用的电压调整方法。最后总结了电力系统电压调整措施的基本原则，并对电压调整措施进行了展望。

[关键词]：电力系统 电压调整 措施

引言

在电网运行中，由于负荷的增加、电力供应不足、外部运行环境的改变等原因往往会造成节点电压偏移的现象时，系统将进入紧急状态。虽然此时系统没有出现大面积用户停电，但若不采取有效措施，运行情况将会进一步恶化，甚至造成系统崩溃。因此需要立即采取安全可靠的电压调整措施，通过对某些电压调整手段的调整，把系统中中枢点的电压校正到预定的运行范围内或预定的目标值上，因为很多负荷都由这些中枢点供电，并且中枢点至各负荷点在最大最小负荷时电压损耗之差不能大于负荷点允许上下限电压之差，所以如能调整住这些点的电压偏移就能调整系统中大部分负荷的电压偏移。

1.电压调整原理

根据公式我们可以采取以下措施进行调压：

（1） 利用发电机调压

（2） 改变变压器变比K1和K2调压

（3） 利用无功补偿调压

2.电压调整措施

2.1 调节发电机机端电压

同步发电机是电力系统中重要的无功电源，具有无功调节范围大、能快速自动的进行连续无功调节、无功调节品质好并且无需附加投资，因此在各种调压手段中，首先应考虑调节发电机电压。现代的同步发电机可在额定电压95%～105%范围内保持以额定功率运行。在发电机不经升压直接用发电机电压向用户供电的简单系统中，如供电线路不是很长、线路上电压损耗不很大，通常我们可以通过调节发电机励磁、改变母线电压，一般通过逆调压方式以满足负荷对电压质量的要求。

发电机是维持系统电压水平的主要设备，而励磁系统是实现对发电机进行电压调整和无功调节，保证机端电压的重要调整设备。其调差系数的大小一方面对机端电压水平具有重要影响，另一方面也对并列运行的发电机之间的无功分配具有决定作用。目前我们仅从考虑发电厂内无功的要求来调节发电机组励磁调差系数进行调压，并没有考虑其对全网运行的影响。因此，有必要从全网全运行方式角度，根据发电厂在电网所处的具置和局部电网的无功电压调整要求，对发电机励磁系统调差系数进行合理整定，来更多地发掘发电机励磁系统调压能力。

2.2 改变变压器变比调压

从整个系统来看，变压器本身不是无功电源，在无功充裕或无功平衡的电力系统中，改变变压器变比调压就是根据电压要求适当选择分接头，检修维护方便简单，应优先采用；但是对于无功不足的电力系统，不宜采用变压器电压比调压，因为它可能导致“电压崩溃”。

变压器的变压比即为绕组间匝数之比，改变变压器的变比就是通过改变绕组间匝数比来实现。双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高、中压绕组往往有若干分接头可供选择。

当采用普通变压器进行调压，不能减少电压损耗，不能减小二次电压的变化幅度，只适用于电压变化幅度不是很大且不要求逆调压的场合，而且还会导致供电的不连续。对于电压变化幅度大或要求逆调压或需要经常性调压的场合，则宜用有载调压变压器，它不仅可在有载情况下更改分接头，而且调节范围也较大，以减少不必要的损失，但只是经济性稍微差一些。

2.3 利用无功补偿调压

对于系统无功功率不足时，需要考虑在适当地点采用各种附加的补偿设备对所缺无功功率进行补偿，从而改变了无功功率分布，达到了调压目的。这些补偿设备可分为两类：串联补偿和并联补偿。串联补偿是指串联电容器补偿；并联补偿是指并联电容器、调相机和静止补偿器。

（1）串联补偿

线路串联补偿电容器的实质是以容性电抗补偿线路的感抗，在系统中串入电容，改变线路参数X，使电压损耗中的QX /V 分量减少。线路串联电容器，既可以用于提高末端电压，改善电压质量，也用于加强线路两端电气联系，缩小两端的相角差，提高网络的功率传输能力进而提高静稳定极限，提高了系统运行的稳定性。一般用于电压波动频繁，功率因数低的场合。在超高压线路上串联电容补偿则以提高线路输送能力及改善系统运行的稳定性为目的。

（2）并联补偿

通过采用并联补偿，可以改变系统中无功功率的分布，从而减少无功流动，并直接减少线路有功损耗，减少电压损耗，达到提高电压的目的。当系统中无功电源不足时，我们必须采用增设无功电源的措施。一般在降压变电所低压母线或大负荷的中心变电所设置电容器、调相机、静止补偿器等无功电源装置。

3.电力系统电压调整发展趋势

1）利用发电机励磁系统调压不要只局限于从发电厂内无功来考虑，有必要从全网全运行方式角度，根据发电厂在电网所处的具置和局部电网的无功电压调整要求，对发电机励磁系统调差系数进行合理优化整定。

2）提高电力电子器件性能，改进各设备运行原理，无疑将对改善各大无功消耗设备的性能产生重大的影响，例如研究低无功消耗的异步电动机和变压器。

3）研究特殊运行方式下的电压调整方法，以满足日益增长的非正常状态下的调压要求，诸如研究检修或故障状态下的调压措施意义重大。

4）将电压调整和智能自适应控制结合，实现电压控制集成化和一体化，从而可以提高电压调整效果。

4.结束语

实际电力系统调压问题很少用单一措施就得以解决的，在考虑各种调压措施时，要兼顾经济性等要求来确定合理的综合调压方案。一般在离需要调整电压的中枢点附近的调压设备的调节效应好。总体上应该分散调节，在此基础上集中调整。

参考文献：

[1] 陈珩，电力系统稳态分析（第二版），中国电力出版社，1995。

[2] 蓝海波，杨健.从“8·14”美加大停电谈华北电网无功调度和电压调整[J].华北电力术，2004，（7）：23-25.

[3] 胡学浩.美加联合电网大面积停电事故的反思和启示[J].电网技术，2003，27（9）：2-6.

[4] 江振生.电力系统调压措施的合理选用[J] 中国科技信息.2006，29（24）

[5] 孙德俭.电力系统电压稳定研究[D].山东大学，2008.

[6] 王燕玲.电力系统电压调整的主要措施[J] 大同职业技术学院学报。2004，24（7）

[7] 张登科，黄挚雄.电力系统电压调整措施的比较分析和发展趋势[J].中南大学，2006.