并联补偿调压的应用方法

无功功率的产生基本不消耗能源，但是无功功率沿电力网传送却要引起有功功率损耗和电压损耗。合理地配置无功功率补偿容量，以改变电力网的无功功率分布，就地平衡无功负荷，可以减少无功功率在电力网传输过程中产生的电压损耗和功率损耗，提高电网的电压质量和设备利用率。

图5-18　简单电力网的无功功率补偿

图5-18所示的一简单电力网，供电点电压U1和负荷功率P+jQ已经给定，线路电容和变压器的励磁功率略去不计。在未加补偿装置前若不计电压降落的横分量，便有

式中 U′2——归算到高压侧的变电所低压母线电压。

变电所装设容量为Qc的并联补偿装置后，网络传送到负荷点的无功功率将变为QQc，这时变电所低压母线的归算电压也相应的变为U′2c，故有

如果补偿前后U1保持不变，则有

由此可解得使变电所低压母线的归算电压从U′2改变到U′2c时所需的无功补偿容量为

上式方括号中第二项的数值很小，可以略去，于是上式便简化为

如果变压器的变比选择为k，经过补偿后，变电所低压侧要求保持的实际电压则为U′2c＝kU2c。将其带入式（5-21），可得

由此可见，补偿容量与调压要求和降压变压器的变比选择有关。变比的选择原则是：在满足调压的条件下，使无功补偿容量最小。

由于无功补偿设备不同，选择变比的条件也不相同，以下分别叙述。

1.补偿设备为静止电容器

通常在大负荷时降压变电所电压偏低，小负荷时电压偏高。静止电容器只能发出感性无功功率以提高电压，但电压过高时却不能吸收感性无功功率来降低电压。为了充分利用补偿容量，在最大负荷时电容器应全部投入工作，在最小负荷时则应全部退出。

式中 UN——变压器低压绕组的额定电压。(www.xing528.com)

根据上式计算出的分接头电压，选择与其值最接近的标准分接头电压，并检验符合调压要求。根据选择的标准分接头电压计算变压器的实际变比k为

然后，以这一选定的变比k值，按最大负荷时的调压要求计算并联无功补偿容量为

式中 U′2max——最大负荷时，调压前变压器低压侧实际电压归算到高压侧的值；

U2Cmax——最大负荷时，变压器低压侧调压要求的电压；

X——输电线路和降压变压器低的总电抗。

根据式5-25计算出的补偿容量，选出标准电容器的型号并计算总容量和总台数。然后，重新计算最大负荷时，补偿后的实际电压，校验是否满足要求。

2.装设同步调相机

调相机的特点是既能过励磁运行发出感性无功功率使系统电压升高，又能欠励磁运行吸收感性无功功率使电压降低，如图5-19所示。

图5-19　调相机一次接线和等值电路图

这样，在最大负荷时，同步调相机可以过励磁运行，发出无功功率，提高母线电压；在最小负荷时，同步调相机可以欠励磁运行，吸收无功功率，降低母线电压。根据调相机的稳定特性，欠励磁运行容量为过励磁运行容量的50%～60%。故在最大负荷时，由式5-25得调相机容量为

用ξ代表数值范围（0.5～0.6）之间的某个值，则在最小负荷时，调相机容量为

两式相除可得

由式（5-28）可求解出变比k为

依照k计算出变压器分接关电压值UF，选出最接近的UF标准分接头后，再次计算出变压器变比，代入式5-26，即可求出调相机容量。再根据产品目录选出与此容量相近的调相机，最后按所选容量进行电压校验。