第二章 电力系统电压偏差
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定
国家电网公司电力系统电压质量和无功电力管理规定第一章总则第一条电压质量是电能质量的重要指标之一。
电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件，对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。
为保证国家电网公司系统电压质量，降低电网损耗，向用户提供电压质量合格的电能，根据国家有关法律法规和《电力系统安全稳定导则》、《电力系统电压和无功电力技术导则》及相关技术标准，特制订本规定。
第二条本规定适用于国家电网公司各级电网企业。
所属发电机组并网运行的发电企业、电力用户应遵守本规定。
第三条各电网有限公司、省（自治区、直辖市）电力公司可根据本规定结合本企业的具体情况制订实施细则。
第二章电压质量标准第四条本规定中电压质量是指缓慢变化（电压变化率小于每秒1%时的实际电压值与系统标称电压值之差）的电压偏差值指标。
第五条用户受电端供电电压允许偏差值（一）35kV及以上用户供电电压正、负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。
（二）10kV及以下三相供电电压允许偏差为额定电压的±7%。
（三）220V单相供电电压允许偏差为额定电压的+7%、-10%。
第六条电力网电压质量控制标准（一）发电厂和变电站的母线电压允许偏差值1．500（330）kV及以上母线正常运行方式时，最高运行电压不得超过系统额定电压的+10%；最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压的调节。
2．发电厂220kV母线和500（330）kV及以上变电站的中压侧母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的0%—+10%；事故运行方式时为系统额定电压的-5%—+10%。
3．发电厂和220kV变电站的110kV—35kV母线正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压的-3%—+7%；事故运行方式时为系统额定电压的±10%。
4．带地区供电负荷的变电站和发电厂（直属）的10（6）kV母线正常运行方式下的电压允许偏差为系统额定电压的0%—+7%。
10千伏及以下三相电压允许偏差
10千伏及以下三相电压允许偏差摘要：1.10 千伏及以下三相电压概述2.10 千伏及以下三相电压的允许偏差规定3.允许偏差的具体数值4.偏差产生的原因及对电力设备的影响5.结论正文：一、10 千伏及以下三相电压概述10 千伏及以下三相电压，通常用于我国的中低压电力系统中，作为动力、照明等用电设备的供电电压。
由于电力系统中存在各种不确定因素，导致电压偏差是正常现象。
为了保证电力设备正常运行，我国对10 千伏及以下三相电压的允许偏差有严格的规定。
二、10 千伏及以下三相电压的允许偏差规定根据《电力系统电压和无功电力技术规定》（DL/T 572-2010）的规定，10 千伏及以下三相电压的允许偏差分为两种：正偏差和负偏差。
正偏差是指电压超过额定值的偏差，负偏差是指电压低于额定值的偏差。
三、允许偏差的具体数值根据规定，10 千伏及以下三相电压的允许偏差具体数值如下：1.35 千伏及以下电压等级的正偏差为额定值的5%，负偏差为额定值的-10%。
2.10 千伏电压等级的正偏差为额定值的7%，负偏差为额定值的-15%。
四、偏差产生的原因及对电力设备的影响电压偏差的产生原因主要有以下几点：1.电力系统中各种设备的运行状态改变，导致电压波动。
2.电力线路的阻抗变化，影响电压的稳定性。
3.电力系统的负荷变化，导致电压波动。
电压偏差对电力设备的影响主要表现在：1.电压偏差过大，可能导致电力设备过载，影响设备寿命。
2.电压偏差过大，可能造成设备运行不稳定，影响电力系统的正常运行。
3.电压偏差过大，可能影响电力系统的保护和自动化装置的工作。
五、结论综上所述，10 千伏及以下三相电压的允许偏差对于保证电力系统的正常运行具有重要意义。
电力部门应严格按照规定进行电压调控，确保电压偏差在允许范围内，以保证电力设备的安全运行。
供电电压偏差 标准修订
供电电压偏差标准修订
供电电压偏差是指实际运行电压与标称电压之间的差值。
这个指标是衡量电能质量的重要参数之一，对于保障电力系统的稳定运行和用户的正常用电具有重要意义。
近年来，随着电力系统规模的不断扩大和技术的不断进步，供电电压偏差的标准也在不断修订和完善。
新的标准更加严格地规定了供电电压允许的偏差范围，以确保电力系统的安全、稳定和经济运行。
例如，根据《电能质量 供电电压偏差》（GB/T 12325-2008）的规定，35kV及以上电压供电电压正、负偏差绝对值之和不超过标称电压的10%；20kV及以下三相供电电压偏差为标称电压的±7%；220V单相供电电压偏差为标称电压的+7%，-10%。
供电电压偏差标准的修订旨在提高电能质量，保障电力系统的稳定运行和用户的正常用电。
这对于促进经济社会的发展具有重要作用。
《供电技术(第5版)》习题及其参考答案
供电技术（第5版）习题及其参考答案第一章绪论1-1试述电力系统的组成及各部分的作用。
答：电力系统由发电、输电、配电和用电等四部分组成，各部分之间通过不同电压等级的电力线路连接成为一个整体。
发电是将一次能源转换成电能的过程。
根据一次能源的不同，分为使用煤油气的火力发电厂、使用水位势能的水力发电站和使用核能的核电站，此外，还有使用分布式能源的风力发电、太阳能发电、地热发电和潮汐发电等。
输电是指电能的高压大功率输送，将电能从各个发电站输送到配电中心。
由于发电和配用电的电压等级较低，故输电环节还包括中间升压和降压用的变电站。
配电是指将电能从配电中心分配到各电力用户或下级变配电所。
变电所通过配电变压器为不同用户提供合适的供电电压等级。
用电是指电力用户接收和使用电能来做功或从事生产和生活活动。
1-2用户供电系统中常用的额定电压等级有哪些？试述各种电气设备额定电压存在差别的原因。
答：电力用户供电系统中常用的额定电压等级有110kV、35kV、10kV、6kV、3kV、380/220V，电压等级是根据国民经济发展的需要、技术经济的合理性以及电气设备的制造水平等因素决定的。
电力系统的主要电气设备有发电机、变压器、电网（线路）和用电设备，考虑到电气设备本身和线路上的电压损失，同一电压等级下各类设备的额定电压稍有不同。
一般而言，用电设备的额定电压等同于电网的额定电压，发电机的额定电压高于电网额定电压5%，变压器一次侧额定电压等于电网额定电压或高于电网额定电压5%，而变压器二次侧额定电压则高于电网额定电压5%或10%。
1-3统一规定各种电气设备的额定电压有什么意义？答：电压等级是否合理直接影响到供电系统设计在技术和经济上的合理性。
合理地规范标准，有利于电网的规范化管理、电气设备的标准化设计制造以及设备互换使用。
1-4 如下图所示的电力系统，标出变压器一、二次侧和发电机的额定电压。
题1-4图答：额定电压选择如下：（1）发电机的额定电压高于电网额定电压5%，故为10.5kV。
电压偏差及名词解释
电压偏差及名词解释该问题属于基波无功的范畴，主要与电能传输的导线直径、供电距离、潮流分布、调压方式、无功补偿容量等因素有关。
欠电压可导致设备工作不正常，例如鼠笼型电动机过热和接触器吸引线圈释放。
过电压可使多种电子和电气设备永久性的(绝缘)损坏。
电气常识--频率偏差电压的频率超出额定频率规定时限。
属于基波有功问题，它与电力系统有功储备有关，和电压偏差一样是电力部门认识较早、研究较成熟、控制方式与手段较完善的电能质量指标。
电气常识--电压闪变电压短时间超出规定范围的摆动或扰动，属于无功冲击问题，与负荷的启动特性有关，但网络的运行方式、参数及无功补偿类型对该问题也有相当影响。
产生的原因有，如大电机重负荷启动及切断过程，在极端情况下可使设备断电或设备损坏，例如照明系统有感的闪烁现象。
电气常识--三相不平衡三相电源各相的电压不对称。
是各相电源所加的负荷不均衡所致，属于基波负荷配置问题。
会使变压器内产生环流(及过热),并可使电动机的效率降低。
发生三相不平衡即与用户负荷特性有关，同时与电力系统的规划、负荷分配也有关。
电气常识--谐波电压波形畸变。
属于负荷特性问题，是非线性负荷造成的，与非线性负荷所固有的特性有关。
与供电质量关系不大，网络的运行方式、结构参数、储能设备的配置对谐波问题有重要影响。
只要有非线性负荷接入电网，就会产生谐波。
其结果造成变压器中由于涡流及磁滞损耗的加大而过热、电动机过热和转矩下降，以及中性线和补偿电容器过热。
谐波电压波形畸变。
属于负荷特性问题，是非线性负荷造成的，与非线性负荷所固有的特性有关。
与供电质量关系不大，网络的运行方式、结构参数、储能设备的配置对谐波问题有重要影响。
只要有非线性负荷接入电网，就会产生谐波。
其结果造成变压器中由于涡流及磁滞损耗的加大而过热、电动机过热和转矩下降，以及中性线和补偿电容器过热。
电力电子装置还会产生谐波，对公用电网产生危害，包括：(1) 谐波使电网中的元件产生附加的谐波损耗，降低发电，输电及用电设备的效率，大量的3次谐波流过中性线会使线路过热甚至发生火灾。
华北电力大学电力系统稳定性分析第二章 复杂电力系统静态稳定分析
(2-2)式不是状态方程，因为在(2-2) 式中，除了能作为状态变量的 ， 及 其变化率外，还有其它中间变量 P 和 P 。要把这些中间变量消除后，相应 的方程才能构成状态方程。
i
i
Ti
Ei
第二章 复杂电力系统静态稳定分析
二、原动机功率方程 分析电力系统小干扰稳定性时，通 常有以下简化条件： ⑴ 原动机功率（转矩）恒定，即 P P ； ⑵ 用恒定阻抗代替负荷； ⑶ 不计电力网络内的电磁暂态过程。
m
Y mm Y mn Y nn Y nm E Y m E
Y 式中： 由发电机电势节点的自导纳和互 导纳组成。
m
第二章 复杂电力系统静态稳定分析
⑸ 发电机电磁功率表达式。
~ . Gi * i
S
PGi jQ Gi E i I
i 1, 2 , m
由式(2-7)，有：
PGi
i0 i
i i
Ti Ti 0 Ti
PEi PEi 0 PEi
i 1, 2 , m
代入(2-1)式，整理得：
. i . i
i
0
PTi P Ei
T Ji
i 1, 2 , m
(2-2)
第二章 复杂电力系统静态稳定分析
T
U . E
.
(2-5)
式中： 入电流；
.
I
m
I
.
. n2
.
n 1
,I
, , I
nm
是发电机电势节点注
. . ni . '
E E
第二章供用电管理供电质量ppt课件
GB 1594-1995《电能质量 电力
频率质量
系统频率允许偏差》
电 能 质 量
幅值质量 电
GB 12326-1990《电能质量 电压 允许波动和闪变》
GB 12325-1995《电能质量 工用 电压允许偏差》
压Leabharlann GB 15543-1995《电能质量 三项
质
电压允许不平衡度》
量
GB 14594-1993《电能质量 公用
率的谐波外，在整数倍谐波的两侧还有其他频率 的波形，称为旁波。
三、谐波的危害
①旋转电机（发电机和电动机）的影响； ②对电力电容器的影响； ③使得继电保护装置不能正确动作； ④产生、传输和利用电能的效率降低，电网和用电
设备的损耗增加； ⑤对相邻通讯线路产生干扰影响； ⑥影响电子计算机和其他精密电子控制设备的正常
谐波电压含量：
UH Uh 2 h2
谐波电流含量：
IH Ih 2
h2
电压总谐波畸变率： THD u UUHi 10% 0
电流总谐波畸变率：
THDi
IH Ii
100%
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5、改善电压质量的措施
①改善功率因数，使无功就地平衡； ②合理选择供电半径，尽量减少线路迂回、线路
过长、交叉供电、功率倒送等不合理供电状况； ③合理选择供电线路的导线截面； ④合理配置变、配电设备，防止其过负荷运行； ⑤适当选用调压措施； ⑥根据电力系统潮流分布及时调整运行方式。
6、电压管理 （1）电网的电压监测点的选择问题 （2） A、 B、 C、 D 四类用户电压合格率的计 算以及供电综合电压合格率的计算
①谐波：一个周期电气量的正弦波分量，其频率为 基波频率的整数倍。由于谐波的频率是基波的整 数倍，也常常称为高此谐波。
电力系统调频、调压
电力系统调频、调压第一章电力系统调频第一节系统频率标准1.1 福建电网与华东电网并列运行时，频率调整按《华东电力系统调度规程》执行。
标准频率为50 赫兹，频率偏差不得超过50±0.2赫兹，超出50±0.2赫兹为事故频率，事故频率的允许持续时间为：超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过15分钟。
在正常情况下，发电机组AGC投入时，系统频率应保持在50±0.1赫兹范围内运行。
1.2 当发生省网或省内局部地区独立网运行时，独立网用电负荷为300万千瓦及以上,频率偏差正常不得超过50±0.2 赫兹；超出50±0.2赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过15分钟。
独立网用电负荷小于300万千瓦，频率偏差正常不得超过50±0.5 赫兹；超出50±0.5赫兹，持续时间不得超过30分钟；超出50±1赫兹，持续时间不得超过15分钟。
1.3 系统事故造成地区电网独立网运行时，地调及地区电厂负责独立小网调频调压任务，使之能与省电网顺利并列，不得出现因调整不当而引起的高频切机、低频减负荷甚至垮网的现象。
第二节调频厂的确定及频率监视2.1 电网运行时应指定第一调频厂和第二调频厂。
省电网单机容量在100MW及以上的火电厂、单机容量在50MW 及以上的水电厂、燃汽轮机组以及抽水蓄能机组均可担任系统的第一、二调频厂。
正常运行情况下，省调应指定上述其中的电厂担任第一调频厂，机组投入AGC运行的电厂即自动转为第一调频厂，未指定为第一调频厂或未投AGC的上述电厂均为系统的第二调频厂。
选择系统调频厂应遵循以下原则：1、具有足够的调频容量，可满足系统负荷的最大增、减变量。
2、具有足够的调整速度，可适应系统负荷的最快增、减变化。
3、在系统中所处的位臵合理，其与系统间的联络通道具备足够的输送能力。
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U ( E cos U ) Q X
当Q>0时，在系统母线上将得到来自发电机的无 功，反之发电机将从系统吸收无功，进相运行。 若E降低时，系统静态稳定极限降低，对电网不利， 因此限值发电机进相运行或高功率因数运行。
3.7 对电压稳定性的影响
我国2001年新发布的DL755－2001《电 力系统安全稳定导则》中将电压稳定定义 为：电力系统受到小的或大的扰动后，系 统电压能保持或恢复到容许的范围内，不 发生电压崩溃的能力。 IEEE电压稳定小组1990年的报告认为： 如果电力系统能够维持电压以确保负荷增 大时，负荷消耗的功率随着增大，就称系 统是稳定的；反之是电压不稳定的。
都属于交交变流电路范畴，交交变流 电路分为交流调压电路，交流调功电 路。TCR属于交流调压电路，而TSC属 于交流调功电路。
单相交流调压电路
纯感性负载时谐波分析
晶闸管相控式电抗器主要问题
• 功率因素低：若忽略电阻影响，其功率因 素变化范围是：[0.707, 0.904]； • 产生3、5、7等奇次谐波电流。
3.2 对交流电动机的影响
1、转矩
Tmax 1 m1 pU 2 2c1 2f [ R1 R12 ( X 1 c2 X 2 )2 ]
m1 pU 2 R2 Tst ) 2 ( X 1 c1 X 2 )2 ] 2f [(R c1R2
例如，异步电动机端电压从额定电压降至额定电压的90％， 则其最大转矩和启动转矩将分别降至额定转矩的81％，
1.1 定义
• 供电系统在正常运行方式下，某一节点的 实际电压与系统标称电压之差对系统标称 电压的百分数，称为该节点的电压偏差。
• 供电系统正常运行方式是指系统中所有电 气元件均按预定工矿运行。 • 电压的均方根值偏离额定值的现象称为电 压变动，电压偏差属于电压变动范围。
1.2 限值
• • • • 1、35kV及以上 正负偏差之和 10％ 2、10kV及以下 7% 3、220V单相 ＋7％～－10％ 4、对供电短路容量较小，供电距离较长以 及对供电电压有有特殊要求的用户，由供 用电双方共同确定。（2008版）
3.1对照明设备的影响
照明常用的白炽灯、荧光灯，其发光效率、 光通量和使用寿命均与电压有关。 当电压较额定电压降低5％时，白炽灯的光 通量减少18％；当电压降低10％时，光通 量减少30％，使照度显著降低； 当电压较额定电压升高5％时，白炽灯的寿 命减少30％；当电压升高10％时，寿命减 少一半。
EU P sin X
dP 0 d
EU PM X
当电力系统结构已经确定的情况下， 提高系统电压及发电机电动势就能 大大提高系统的静态稳定极限
例如，将E、U较额定值升高10 ％，则静态极限要比运行在额 定电压时提高20％
简单输电系统无功功率与电压的关系
E cos U X I sin
意大利 荷兰
瑞典
瑞士 奥地利 芬兰
无全国规定，一般为±5％，最大值为 ±10％
无全国规定，一般为±5％以下 无全国规定，一般为±10％， 无全国规定，通常城市为±5％，其他 为±10％
国别或组织 丹麦 挪威 前南斯拉夫 波兰 捷克
电压允许偏差 无全国规定，实际白天±10％，夜间 为±5％ 无全国规定，通常城市为±5％，其他 为±10％ 规定±10％，争取达到±5％ 城市为±5％，其他为±10％ 无全国规定，通常为±5％
罗马尼亚
匈牙利 希腊
通常为±5％，偏僻地区大于±5％
＋5％；-10％ 无全国规定，通常为±7.5％
二、产生原因
• 系统无功功率不平衡是系统电压偏离标称 值的根本原因。 • 概念：无功功率不平衡、无功功率过剩 （不足） • 特点：就地补偿
• 不是就变电站补偿，也不是就变压器 补偿 • 讨论：为何无功功率要就地补偿？
在传输同样功率的条件下，变压器电压降低，会使变压器 绕组电流增大，绕组的损耗增大，损耗大小与通过变压器 的电流的平方成正比。其损耗是空载损耗的几～几十倍， 不能忽视。
3.3 对电力变压器的影响
对空载损耗的影响 对绕组损耗的影响 对绝缘的影响
变压器内绝缘主要有变压器油和绝缘纸。 变压器油分为热老化和电老化。变压器温度升高会产生热 老化，电压升高会加快电老化。 绝缘的环境温度越高、绕组中的电流越大，温升越大，会 使绝缘纸干燥发脆，机械强度产生破坏。
第二章
电力系统电压偏差
主要内容
电压偏差的国家标准 电压偏差超标的危害 电力系统电压调整 电力系统无功补偿 无功和电压管理
一、电压偏差的国家标准
• • • • GB12325-1990 GB12325-2003 GB12325-2008 适用范围：交流50Hz电力系统在正常运行 条件下，供电电压对额定电压的偏差。 • 不适用于瞬态和非正常运行情况。
同步调相机 同步电动机
电容器 电抗器
SVC
1.6～1.8％
可发、可吸
4.1.1 同步发电机电压调节
同步发电机的外特性
同步发电机与无穷大系统并联
发电机励磁电流调整的结果只是改变了发电机送 入系统的无功功率，而完全没有了“调压”作用。
同步发电机之间无功负荷分配
• 并联运行发电机间的无功负荷分配，取决于机组 的外特性曲线。曲线越平坦的机组，无功电流的 增量就越大。
1.3 国外电压偏差的标准
国别 照明用电 电压允许偏差范围（％） 动力用电 农村用电 事故后运 行方式
美国
前苏联 日本 德国 英国 加拿大
± 5
＋5；-2.5 ± 6（± 10） ± 3 ± 6 ＋10；-3
± 10
＋10；-5 ± 10 ± 5 ＋12；0 ＋10；-3 ＋10；-3 ± 5 ＋9；－7 ± 10
解决办法：采用斩控式
2、滑差和转速
s smax
2 b b 2 4 KU KU 1 2 KT KU
s smax
2 b b 2 KT 2 4 2 bKU b 2 KU KT
例如，当机端电压比额定电压降低10％时，对b＝2，SN＝2 ％的电动机，即Ku＝0.9，KT＝1，得：s＝2.6％，滑差增 大0.6％，相应的转速和功率减小了0.6％
3.6 对功角稳定的影响
同步发电机的转矩决定于作用在其轴上的转矩， 但转矩变化时转速也将相应的发生变化。正常运 行时，原动机的功率与发电机的输出功率是平衡 的，因此发电机以恒定的同步转速运行。但是， 这种功率平衡是相对的、暂时的。因为电力系统 的负荷随时都在变化，有时还有偶然事故的产生， 所以平衡状态不断被打破。
• 1、同步发电机 发电机是电力系统中唯一的有功电源， 也是唯一的电压资源，同时也是最基本的 无功电源。 • 2、同步调相机、同步电动机 • 3、补偿电容器 电容器这种正反馈电压调节特性不利于 系统电压的稳定。 • 4、电抗器 • 5、SVC、SVG
各无功电源的比较
有功损耗 同步发电机 基本为零 2～ 3％ 0.3～0.5％ 0.3～0.5％ 对无功影响 可发，少量吸 可发 可发 可吸 优缺点 无需额外投资，最经济 有功损耗大，基本不用 设计简单、维护方便、投 资省，但调节不连续， 主要用于高电压、长距离 输电线路（充电电容） 产生谐波、可靠性差；动 态性能好、调压平滑、分 相补偿
3、有功损耗
与电机的负荷率有关，当负荷率比较高时，机端电压下降 引起电流增大，在定子绕组和转子中的损耗增大，电机总 的损耗增大，反之降低。
4、无功损耗
U2 2 Q I ( X1 X 2 ) Xm
励磁无功损耗 定子和转子绕组漏 抗上的无功损耗
电压升高，转差减小，电流下降 异步电动机的无功电压特性在机端电压大于某一临界值时， 无功功率也将随电压的升高而增大，电压越高，负荷率越 低，其变化率越大，但电压低于临界值时，电压降低反而 会使无功增加，原因是电机漏抗上的无功损耗占了主要部 分。
• 负荷接入点电压：
1 PR QX 1 U L (U s k1 U ) (U s k1 ) k2 UN k2
• 式中 U ：归算到高压侧线路电压损失 U N ：高压侧线路标称值 •
由上式可知：改变以下各量，可以改变负荷 接入点电压
改变线路无功分布 改变发电机机端电压，调节发电机励磁电 流 改变变压器变比 改善输电线路参数
3.4 对电力电容器的影响
U QC XC
2
U 8.5 L LN ( ) UN
若一般使用年限为20年，长期运行在1.1倍额定电压下，使 用寿命将减少到44.48％，即仅为8～9年。
3.5 对家用电器的影响
家用电器中85％为单相异步电动机，其 工作原理类似于三相异步电动机，电压过低 会影响电动机启动，电压过高会使绝缘损坏 或由于励磁过大而过电流。
4.1配臵足够的无功功率电源
• 增 加 1 kW 有 功 设 备 ， 同 时 应 增 加 0 . 5 5 ～ 0 . 6 5 kVar 无 功 电 源 （ 合 理 情 况 下 为 1 ： 1.8）。 • 无功补偿的原则：分区、分层、分变电所 进行不错，实现无功功率的就地平衡，并 留有足够的备用容量。
各类扩大 5
± 10
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、前苏联的标准是指用电设备处电压允许偏差
2、日本中央电力委员会规定：101V的允许偏差为±6V，202V的允 许偏差为± 20V
一些国家和组织对于供电电压允许偏差 的规定
国别或组织 国际电工委员会（IEC） 法国电力局（EDF） 电压允许偏差 100V～35kV为±10％ 中压电网为±7％；低压电网电缆供电 为±5％；架空线路供电为±7.5％； 其他为±10％ ±10％ ±10％ 国际发供电联盟（UNIPEDE） 低压供电网为±10％
PR QX U U2
三、电压偏差过大的危害