隨著國民經濟的快速發(fā)展和全社會用電負荷的高速增長，有載調壓變壓器在電網中得到了大量的使用。毋庸諱言，在縣級供電企業(yè)中由于部分調度及相關技術管理人員，對電網電壓的調整和樞紐變電所中低壓母線節(jié)點的電壓水平，在技術的層面上認識不足或未熟悉掌握一定的理論計算知識，因而時常導致變電所在主變壓器進行檔位電壓調整時，心中無數，常抱著試試看的心態(tài)進行調檔。既增加了主變分接開關的動作次數，又造成了頻繁的調檔操作和分接開關的停電檢修。為此，筆者試圖從理論計算方面對電力變壓器檔位調整以及并聯電力電容器在輸電網絡中的升壓和節(jié)能效果做一介紹和探討。供行家同仁指正。

一、電網中調整電壓的必要性

在電力網的正常運行中，任何電壓的正、負偏移過大都會帶來經濟和安全方面的不利影響。這是因為：

1.所有的用電設備都是按運行在額定電壓時效率為最高設計的，嚴重偏離額定電壓必然會導致效率的下降，使經濟性變差;

2.電壓過高會大大縮短白熾燈一類照明燈的壽命，也會對設備的絕緣產生危害;

3.電壓過低會大大增加恒定轉矩的異步電動機的轉差，由此引起工業(yè)產品出現次品、廢品，轉差增大的結果使異步電動機電流增加，由此引起發(fā)熱甚至損壞。

鑒于供電電壓嚴重偏移的危害，為此，為保證工礦企業(yè)和城鄉(xiāng)居民的正常用電，國家標準(GB/T12325—2003)特對供電電壓的允許偏差做出了如下規(guī)定：

a)35kV及以上供電電壓正負偏差的絕對值之和不超過標稱系統(tǒng)電壓的10%。

b) 10kV及以下三相供電電壓允許偏差為標稱電壓的±7%。

c) 220V單相供電電壓允許偏差為標稱電壓的+7%、-10%。

二、電力系統(tǒng)的中樞點的選擇及中樞點的調壓方式

電力系統(tǒng)的中樞點通常選擇一些具有代表性的樞紐變電所的各側母線的節(jié)點加以監(jiān)視、控制，如果這些母線節(jié)點的電壓滿足要求，則該節(jié)點臨近的下級節(jié)點基本上也能滿足要求，這些節(jié)點即稱之為中樞點。中樞點電壓控制有逆調壓、順調壓、常調壓三種方式。

1.逆調壓方式要求高峰負荷時中樞點電壓調到1.05額定電壓UN;低谷負荷時調到額定電壓UN;

2.順調方式壓要求高峰負荷時中樞點電壓不低于1.025額定電壓UN;低谷負荷時不高于1.075額定電壓UN;

3.常調壓方式要求在任何負荷時中樞點電壓基本保持不變且略大于額定電壓UN。

三、三繞組組變壓器分接頭選擇原則

雖然要求電網在運行中的各節(jié)點電壓要保持在額定值，但在實際運行中其實現是較為困難的。鑒于以上原因，同時考慮到用電設備對電壓的要求，根據電壓偏移的最大允許范圍。必須進行電壓調整時，應根據系統(tǒng)有功功率和無功功率的實際分布情況對系統(tǒng)中樞點母線電壓進行調整。調整時應遵循的原則：

1.所選分接頭的位置，應使二次側母線實際不超過上下允許的偏差范圍;

2.降壓變壓器的分接頭位置，應盡量使二次母線電壓在額定和電壓與下限值之間運行;

3.升壓變壓器的分接頭位置，在保證發(fā)電機有最大的有功出力和無功出力的前提下，盡量放在最高位置運行;

4.樞紐變電站三圈主變壓器確需進行檔位調整時，因高、中壓側裝設有分接開關，而低壓側無分接開關，其電壓的調整是在保證低壓側母線電壓合格的基礎上來確定高壓側(即有電源側)的檔位。然后在固定此分接頭的基礎上，根據高、中壓情況選出中壓側的分接頭。同理，當中壓側有電源時，應首先根據中低壓側情況選出中壓側分接頭，在固定此分接頭的基礎上，根據高中壓情況選出中壓側的分接頭。在系統(tǒng)無功功率正常的情況下，其計算公式為：

四、電力系統(tǒng)無功不足時調壓效果分析

利用改變變壓器電壓比進行調壓，必須注意的前提條件是，當電力系統(tǒng)無功不足時，利用變壓器的分接頭調整電壓的效果不十分理想?，F試分析如下：

如圖一所示。設由于發(fā)電機G無功容量不足，以至于各母線電壓水平偏低，發(fā)電機輸出的無功功率QG已達到最大允許值QGmax。現改變變壓器T—3的電壓比，希望提高母線6的電壓U6。根據負荷的電壓靜態(tài)特性可知，在電壓變化時，無功負荷的變化遠遠大于有功負荷的變化，且無功負荷變化引起的電壓波動也遠較有功負荷大。因此，當U6提高時，負荷Q6也將增加，這會使發(fā)電機輸出的QG>QGmax。所謂的負荷的電壓靜態(tài)特性是指在頻率恒定時，電壓與負荷的關系，也即U=f(P，Q)的關系。為保證發(fā)電機安全運行，只有降低發(fā)電機勵磁電流，使QG減小到允許值，即QG=QGmax。顯然，這會導致1—5的電壓降低，而母線6的電壓也不能升到預期值。以上表明改變T—3的電壓比，不但U6升高有限，還會導致其他母線的電壓的進一步下降。因此，當系統(tǒng)無功功率不足時，首先應裝設或投入無功功率補償設備，使系統(tǒng)無功功率容量有一定的冗余度。

需要指出的是：當電力系統(tǒng)無功功率不足時，希望通過利用變壓器的分接頭調整電壓不能增減系統(tǒng)的無功，它只能改變系統(tǒng)的無功功率分布。為此，不能通過改變變壓器的電壓比來進行調壓。因為改變變壓器的電壓比從本質上講并沒有增加系統(tǒng)的的無功功率，這樣以減少其他地方的無功功率來補充某個地方由于無功功率不足而造成的電壓低下，其他地方則有可能因此而造成無功功率嚴重不足，不能根本性解決整個電力網的電壓質量問題，因此，在整個系統(tǒng)普遍缺少無功的情況下，應首先考慮投入一定容量的無功補償裝置，若用改變主變壓器分接頭的辦法來提高用戶的電壓水平，其效果是不十分理想的。

五、樞紐變電站主變壓器分接頭調整算例例題

例題1: 圖二為某樞紐變電所一降壓變壓器，變壓器負荷及參數、分接頭已標注明。折算至高壓側的阻抗為RT+JXT=(2.44+j40)Ω,已知在最大負荷時通過變壓

經計算證明，裝設或投入10.5 Mvar電容器組后，可滿足電壓質量要求。同時，不僅具有減少電力網功率損耗和電能損耗，且還有能增大電力網輸送能力的作用。

六、結束語

電力系統(tǒng)的電壓調整，是一項技術較為復雜的技術任務，尤其是當系統(tǒng)電壓較低時，電力調度部門應首先考慮檢查所轄各變電所各級電壓母線側電容補償裝置的投入運行情況，在無功功率缺額不是很大的情況下，然后對相關變電所主變壓器進行調壓，才能達到較好的調壓效果。電力調度部門要分門別類的計算并建立健全主要輸電線路、主變的阻抗參數，根據所轄電網典型月、日負荷曲線，科學制定重要變電站主變壓器分接頭的日調整方式，建立健全所轄電網電壓嚴重偏移的處理預案，力求以較少的調壓次數達到最大的調壓效果。切實把電網電壓水平控制在規(guī)定的范圍內。

參考文獻：

[1]《電力系統(tǒng)運行操作和計算》 1979北京 水利電力出版社

[2] 《電力系統(tǒng)自動化》 1980北京 電力工業(yè)出版社