如何调整电压：准确简单的方法

1.发电机调压

发电机的机端电压可以通过调节励磁电流来改变，通常在额定电压95%～105%的范围内变动。由于不需耗费投资且方式最直接，因此一般在各调压手段中，通常最先考虑调节发电机的机端电压。

对于发电机直接向用户供电的简单系统，如果线路不是很长，电压损耗不是很大，一般调整发电机电压，能够满足负荷的要求即可。对于大系统，特别是线路长、损耗大，单靠发电机调压已不能满足负荷的要求，才需采用其他调压措施。

2.调节变压器分接头调压

双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高、中压绕组上通常有多个分接头可供选择。一般容量为6 300 k V·A以下的变压器，有3个分接头，分别为UN、UN(1±5%)，可调电压范围为±5%。其中，对应于UN的分接头称主抽头。容量在8 000 k V·A以上的变压器，有5个分接头，分别为UN、UN(1±2.5%)、UN(1±5%)。

普通变压器只能在停电情况下改变分接头，因此，合理选择变压器的分接头能在负荷最大、最小情况时，使运行电压都满足要求。

图5-6　降压变压器

以图5-6所示降压变压器为例进行选择变压器分接头的说明。变压器的一次电压为，二次电压为，其本身的阻抗归算至高压侧为RT＋j XT。在最大负荷时，变压器阻抗上的电压降落为ΔUmax，一次电压为U1max，二次电压归算至一次侧的电压为U′2max，二次电压为U2max，其表达式为

式中，k——实际电压比，即选定高压侧分接头后的电压比。

如果高压侧在最大负荷时选定的分接头为U1maxt，则

式中，U2N——变压器二次额定电压。

可得

同样，在最小负荷时，变压器阻抗上的电压降为ΔUmin，一次电压为U1min，二次电压为U2min，二次侧归算至一次侧的电压为U′2min。U1mint为小负荷时选定的高压侧分接头，其表达式为

普通变压器分接头不能带电切换，因此，选定的分接头应兼顾最大负荷及最小负荷的需要。通常，变压器高压侧的分接头应取U1mint和U1maxt的平均值，即

根据U1t选择最接近的分接头，按选定的分接头校验低压母线上的实际电压能够满足的要求。

如变压器为升压变压器时，计算方法基本相同。差别在于计算低压侧电压时，应将电压损耗和高压侧电压相加，才能得到归算至高压侧的电压。

例5-1 某降压变压器归算至高压侧的参数、负荷、分接头范围标于图5-7中，最大负荷时高压侧电压为110 k V，最小负荷时为112 k V。低压侧母线电压要求满足顺调压方式。试选择变压器的分接头(不计变压器上的功率损耗)。

图5-7　例5-1图

解：最大负荷时变压器阻抗上的电压降为

归算至高压侧的二次电压为

最小负荷时变压器阻抗上的电压降为

归算至高压侧的二次电压为

由于二次电压要求满足顺调压要求，即最大负荷时，低压接头选择为

最小负荷时，低压侧电压不得高于10.75 k V，其分接头选择为

取平均值为

选择最接近的分接头(1＋2.5%)UN＝112.75 k V

检验大、小负荷时低压侧实际电压为

故满足要求，所选分接头合适。

例5-2 一升压变压器，其归算至高压侧的参数、负荷、分接头范围如图5-8所示，最大负荷时高压母线电压为120 k V，最小负荷时高压母线电压为114 k V，发电机电压的调节范围为6～6.6 k V，试选择变压器分接头。

图5-8　例5-2图

解：最大负荷时变压器的电压降为

归算至高压侧的低压侧电压为

最小负荷时变压器电压降落为

归算至高压侧的低压侧电压为

假定最大负荷时发电机电压为6.6 k V，最小负荷时电压为6 k V，则有

选择最接近的分接头121 k V，则校验最大负荷时发电机端实际电压为

最小负荷时发电机端实际电压为

均满足要求。

由于普通变压器改变分接头很不方便，因此电力系统中广泛使用有载调压变压器，可在带负荷的情况下改变分接头，从而在最大、最小负荷时选用不同的分接头以满足用户对电压的要求。

发电机调压和改变变压器分接头调压都只适用于系统中无功功率可以平衡且具有一定的储备的场合。

3.改变电力网无功功率分布对电压的影响(www.xing528.com)

对于无功功率不足的系统，必须增加无功功率电源。在负荷点适当地设置无功功率补偿容量，可以减少线路上传输的无功功率，降低线路上的功率损耗和电压损耗，从而提高负荷点的电压，改善电力系统的电压水平。

在如图5-9所示的简单供电系统中，U1为线路始端电压，U2为变电所低压侧电压，Z∑为包括变压器和线路在内的总阻抗，S为低压侧负荷，不计线路上的充电功率和变压器空载损耗。

设补偿前后，线路始端电压U1不变。

补偿前U1为

图5-9　简单系统无功功率并联补偿

补偿无功功率j QC后，U1为

U′2C为补偿前变电所低压侧电压归算至高压侧的值，U2C为补偿后变电所低压侧电压归算至高压侧的值。因为补偿前后始端电压不变，所以

可得

上式第二项很小，将其忽略后得

式中，U2C——变电所低压母线要求满足的电压；

U′2C——未装补偿前计算出的低压侧电压归算至高压侧的值。

可以看到，无功补偿容量与补偿前后负荷端电压的差值有关，也与变压器的电压变比k有关。因此，设置无功补偿装置，要和变压器调压结合起来，才可以充分发挥变压器的调压作用，同时充分利用无功补偿装置。

对于并联电容器，只能发出感性无功功率。因此，可按最大负荷时补偿装置全都投入，最小负荷时全部退出来选择变压器变比和补偿容量，即

对于同步调相机，过激运行时，可发出满额无功功率，欠激时可以吸收50%额定容量的无功。因此，可按最大负荷时过激满额运行，小负荷时欠激满额运行来选择变压器电压变比和补偿容量。

对于静止补偿器，计算方法完全类似于调相机，但最小负荷时所能吸收无功的大小根据不同产品而定。

例5-3 某简单电力系统如图5-10所示，负荷端电压要求保持在10.5 k V，试确定无功补偿装置容量，并分别选择电容器、调相机。

图5-10　例5-3图

解：求未经补偿时的U′2max、U′2min线路上功率损耗：

①选择电容器容量，即

选用2.5%分接头，对应求得

取QC＝13 Mvar。

验算低压侧实际电压，最小负荷时电容器全部退出，即

最大负荷时，电容器全部投入，即

选择2.5%分接头，对应求得

故选用7.5 Mvar的调相机。

验算低压侧实际电压：

最大负荷：

最小负荷：

故满足电压要求。

4.改变输电线路参数进行调压

由电压损耗的公式可知，在传输功率不变的条件下电压损耗取决于线路参数R和X。因此，改变线路参数同样可以起到调压作用。

在低压网中，一般采用增大导线截面的办法改变线路电阻，以减少电压损耗。在高压网中，因为R≪X，所以通常用串联电容的办法改变线路电抗，以减少线路电压损耗，提高末端电压水平。

对于图5-11所示的电力线路，未装设串联电容器时的电压损耗为

图5-11　串联电容补偿

式中，R、X——线路阻抗。

当线路上装设串联电容XC后，有

显然，装设串联电容器减小了电压损耗，提高了线路末端的电压水平。提高的数值为两者之差，即

当始端电压恒定，线路末端电压所需提高的电压值确定后，就能计算出串联电容的容抗值，进而求得电容器的容量，即

式中，I——通过串联电容的最大负荷电流。

对于负荷波动大而频繁，且功率因数很低的线路，串联电容补偿的调压效果较好。对于负荷功率因数高的线路，线路电抗中的电压损耗所占的比重小，串联电容补偿的调压作用很小，不宜采用这种调压方法。