第9章电力线缆与变压器选择学案.ppt

第9章 电能质量及电力线缆与变压器选择 变压器和电力线缆的选择依赖于系统参量（计算负荷、短路电流等），但很多系统参量又受线缆、变压器特性参数的影响（短路电流、电压损失等）。这是一种互为因果的耦合关系。 例如，线缆截面选定，短路电流才确定；短路电流确定，满足热稳定要求的线缆截面才确定。这里，短路电流既是线缆截面选择的一个“果”，又是线缆截面选择是否正确的一个“因”。此即谓互为因果的耦合。 受线缆、变压器特性参数影响的系统参数主要是短路电流、功率损耗和电能质量参数等。本章就从电能质量参数介绍开始。 9.1 电能质量简介 电能质量，指电力系统实际生产的电能规格与标准电能规格之间的差异，差异越小，质量越好。 描述电能质量的几个主要指标如下。 （1）电压偏差。 （2）电压波动和闪变。 （3）三相不平衡度。 （4）谐波。 （5）频率偏差。 频率由发输变电系统调节，与供配电系统无关。 9.9.1 电压偏差δU 9.1.2 电压波动与电压闪变 电压波动是表达电压快速频繁变化的术语，由电压变动与电压变动频率两个指标衡量其大小。 以半个周波为周期，计算电压的均方根值（即有效值），并将该值与时间的关系绘成曲线，称为电压均方根值曲线。（该曲线可大致对应电压正弦波包络的变化） 电压变动d是指电压均方根值曲线上相邻两个极值Umax和Umin之差对系统标称电压UN的百分数。 电压变动频度r是指单位时间内电压均方根值曲线变动的次数，单位为s－1。如果同一方向若干次变动的间隔时间小于30ms，则算成一次变动。 国家标准对电压波动有限值要求。 闪变指灯光照度不稳定造成的视觉感受，其中因电压急剧变化造成的闪变称为电压闪变。闪变强度与人的视觉生理和心理因素有关，由短时间闪变值Pst和长时间闪变值Plt描述。 9.1.3 三相不平衡度 供配电系统的三相不平衡程度常用三相电压不平衡度εu来表示。εu指三相系统电压负序分量U －与正序分量U ＋的相对大小，即： 9.1.4 谐波 电力系统中，频率与50Hz成整倍数的正弦波统称谐波，谐波以电压和（或）电流的形式出现。 谐波含量的多少，是电力系统受污染程度的重要指标，也是电能质量的一个重要指标。 表征谐波含量的指标主要有以下三组。 （1）谐波含有量。 （2）n次谐波含有率。 9.1.5 电能质量与线缆、变压器选择的关系 电压偏差、波动等都与变压器和线缆的阻抗有关；谐波、三相不平衡度等可能与变压器连接组、铁心结构等有关。 满足电能质量要求，是线缆、变压器选择必须遵守的约束。 9.2 线路和变压器电压损失计算 电压降落与电压损失 电压降落：元件首端电压与末端电压的相量差。 9.2.1 电力线路电压损失计算 1、放射式供电线路的电压损失 2、 树干式配电线路电压损失计算 9.2.2 变压器电压损失计算 变压器为阻抗集中元件，其电压损失计算与线缆相同。为直接引用变压器参数，公式形式不同。 9.3 电压偏差及电压调整 电压调整是对电压偏差过大的一种矫正措施。 电压调整理论上可在任何位置进行，但可行的措施是在电源端或负荷端的站所设施中施行。供配电系统主要是电源侧调压。 电压调整的约束有两方面。一是电压偏差随负荷而变，调整量也需随负荷而变，否则可能矫枉过正；二是电网首端和末端电压偏差不一致，通常是反方向的偏差，对电压调整的要求也是反向的，因此需要在合理的范围内兼顾。 9.3.1 供电端电压调整的方式 负荷从最小到最大，首末端电压偏差都不超过规定值，可不调压。 稳压指不管负荷如何变化，总维持调压点电压恒定。 逆调压指负荷越重，调压点电压正偏差调整越高。 9.3.2 供电端变压器分接头调压 是供配电系统最常用的调压技术措施，须找出合适的分接头，使负荷整个变化范围内电压偏差都不超过规定值。规定值是调压点变压器二次侧的允许最高电压Umax2和最低电压Umin2 ，是经过末端允许电压偏差和负荷情况计算出来的。分接头调压百分数计算公式如下： 9.3.3 负荷端无功功率调压 指在负荷端改变无功补偿量的大小，调整电网元件上的无功功率值，通过电压损失中QX部分调整末端电压偏差。