电力系统中无功功率平衡对电压的影响

电力系统中无功功率平衡对电压的影响

钟焕双

(广东省乐昌市坪石镇坪石供电分公司，广东 乐昌 512229) 摘 要：在电力系统中，不可忽视无功功率的平衡、对电压的影响，无功功率的增加或减少，均对系统电压产生较大的波动及增加电能损耗；必须调整无功功率的输出、安装无功补偿装置等均可保持无功功率的平衡，以保持电压在正常范围内，同时减少功率损耗。

关键词：电力系统；无功功率；系统电压；影响

中图分类号：TM71 文献标识码：A 文章编号：1811-8755(2004)01080

0 概述

电力系统中既有有功功率电源，又有无功功率电源，为保证电能的质量，系统内的功率必须保持平衡。电压是衡量电能质量的一个重要指标，电力系统运行调整的基本任务之一是保证用户处的电压接近额定值运行，而电力系统的运行电压水平则取决于系统中无功功率的平衡，系统中各种无功电源的无功功率输出能否满足系统负荷和网络损耗中的无功功率需求，将影响着电压的偏移。当无功电源输出的无功功率大于无功负荷及网络中损耗时，负荷侧的电压就偏高；当无功电源发出的无功功率小于无功负荷及网络中的损耗时，负荷侧的电压就偏低。当电压过高时，将可能造成各种电气设备绝缘受到损害，用电设备受命大大缩短；当电压过低时，将使网络中的功率损耗和能量损耗加大，加速电气设备的绝缘老化，严重时甚至可能烧毁电气设备，电压过低还可能危及电力系统运行的稳定性。由于电力系统内的无功电源容量不足时，负荷的端电压就将被迫降低；系统内的无功电源容量过多时，负荷的端电压就将被迫升高。因此电力系统中无功电源发出的无功功率不能保持平衡时，将对电压产生不利的影响。

1 电力系统的无功功率平衡对电压的影响

1. 1 电力系统中的无功功率电源与无功负荷。

在电力系统中，无功功率为电力网络及各种电力设备提供励磁。系统内主要需要感性无功功率，它为变压器和感应电动机提供了励磁电流。无功功率的电源有发电机、高压输电线路、大型同步电动机和补偿装置。其中发电机是最基本的无功功率电源，发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率为：

N GN N GN GN tg P Sin S Q ψψ==

（1-1）

式中：GN S 、GN P 、N ψ分别为发电机的额定视在功率、额定有功功

率和额定功率因数角。

电力系统中无功负荷主要为异步电动机，系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定，它所消耗的无功功率为：

σσX I X U Q Q Q m m M 22/+=+=

（1-2）

式中：m Q 为励磁功率，m X 为励磁电抗，σQ 为漏抗无功损耗，σX 为漏电抗，U 为电动机端电压，I 为定子电流。

电力系统无功功率的损耗主要有变压器的无功损耗和输电线路的无功损耗。

1.2 无功功率对电压的影响。

在电力系统运行中，要求电源的无功出力在任何时刻都同负荷的无功功率和网络无功损耗之和相等。即：L LD GC Q Q Q -=

现以一发电机经过一段线路向负荷供电来说明无功电源对电压的影响。略去各元件电阻，用Ｘ表示发电机电抗与线路电抗之和，等值电路如图1所示，并根据等值电路图作出发电机端电压与负荷侧电压关系的相量图2：

根据图2可以确定发电机送到负荷节点的功率为：

δψsin cos X

EU UI P == X

U

X EU UI Q 2cos sin -==δψ 当P 为一定时，得： X U

X EU P Q 222)(--=

（1－3）

当电势Ｅ为一定值时，根据式（1－3）可作出无功功率Ｑ与电压Ｕ的关系图，如图3中的曲线１：

由图可知，Ｑ－Ｕ关系是一条向下的抛物线，而负荷的主要成分是异步电动机，其无功电压特性如图中的曲线２所示。曲线１与曲线２的交点a 确定了负荷节点的电压值Ｕa ，即系统在电压Ｕa 下达到了无功功率的平衡。

当负荷增加时，其无功电压特性如曲线２'所示，如果系统的无功电源没有相应增加（即发电机励磁电流不变，电势也就不变），电源的无功特性仍然是曲线１，这时曲线１和曲线２'的交点a'就代表了新的无功平衡点，并由此决定了负荷点的电压为Ｕa'，显然Ｕa'〈Ｕa ，这说明负荷增加后，系统的电源已不能满足在电压Ｕa 下无功平衡的需要，因而只好降低电压运行，以取得在较低电压下的无功平衡。如果发电机具有充足的无功备用，通过调节励磁电流增大发电机电势Ｅ，则发电机的无功特性曲缍将上移到曲线１’的位置，从而使曲线１’与曲线２’的交点c 所确定的负荷节点电压达到或接近原来的数值Ｕa 。同样，如果发电机的电势Ｅ增大而负荷没有增加，则由发电机的无功特性曲线１’与负荷无功特性曲线２的交点为a"，决定了负荷点的电压为Ｕa"，此时Ｕa 〈Ｕa"，负荷点的电压偏高。

由此可见，系统中的无功电源对系统中的电压的影响为当无功电源比较充足时，能满足较高电压水平下的无功平衡需要，系统就有较高的运行电压水平；反之，无功不足就反映为运行电压水平偏低。因此，应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡，并根据这个要求装设必要的无功补偿装置。

1.3 电力系统中的无功功率的平衡。

电力系统无功功率平衡的基本要求是：系统中的无功功率电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗，同时为了保证运行可靠性和适应无功负荷的增长，系统必须配置一定的无功备用容量。系统中无功功率的平衡关系式为：

RES L LD GC Q Q Q Q =--

（1-3）

其中：GC Q 为电源发出的无功功率之和，包括发电机的无功功率∑

G Q 和各种无功功率∑C Q ，即∑∑+=C G GC Q Q Q ；

LD Q 为无功负荷之和;

L Q 为网络无功功率损耗之和，包括变压器的无功损耗∑LT Q 、线路

电抗的无功损耗 ∑L Q 和线路电纳的无功功率

∑B Q ，即：∑∑∑++=B L LT L Q Q Q Q ；

RES Q 为无功功率备用。

当0>RES Q ，表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用； 当0

电力系统中一般要求发电机接近于额定功率因数运行，可按额定功率因数计算发电机所发出的无功功率。此时如系统的无功功率能够平衡，则发电机就保持有一定的无功备用，其它的无功补偿装置按额定容量来计算其无功功率。

2 系统中无功功率与电压的调整

2.1 系统中无功功率与电压的损耗。

无功功率在系统输送过程中，会产生功率损耗与电压降落，致使负荷则的电压偏移。如下图的一段电力系统图：

节点1和节点2电压之间的关系为：

Z I U U .1.2.-=

jQ P I U +=.1. （2－1）

得：

11..U jQ P U jQ

P I -=+=

（2－2）

这里的θθ，011.∠=U U 为参考角。由式（2－1）和式（2－2）得：

Z U jQ P U U )(11.2.--=

忽略线路电阻，则： L L X U Q X U P j U U 1

11.2.--= （2－3）

电压降落为： 电压降落的纵分量：1

1U QX U L =? 电压降落的横分量：1

1U RX U L =δ 功率损耗为：

有功功

率损耗：R U Q P P 2122+=? （2－4）

无功功率损耗：X U Q P Q 212

2+=?

（2－5）

根据（2－3）式作出向量图5，由向量图可以出，电压水平主要受无功功率引起的电压降落的纵分量1U ?的影响，而电压降落的横分量

主要影响电压之间的夹角，而对电压降落大小影响不大，所以，电压降落的数值大小可以近似表示为1U ?；当两点间的相角θ不大时，可近

似地认为电压损耗就等于电压降落的纵分量；因此，由以上分析可知，当首端电压U 1保持恒定时，大量增大无功功率输送将使功率与电压的损耗也增大。因此，应实现整个系统的无功功率平衡和实现各区域无功功率平衡，减少应输送大量的无功功率而增加的功率和电压损耗，负荷所需的无功功率应尽量做到就地平衡。

2.2 无功功率与电压的调整

电力系统中为了实现无功功率在额定电压下的平衡，即实现整个系统的无功功率平衡和实现各区域无功功率平衡，保证电压质量，满足用户的用电要求，必须对系统中的无功功率和电压进行调节，使之在允许的偏移范围内。电压调整是指对电力系统中各负荷点的电压进行调节，使之在允许的偏移范围内，在电压调整的过程中，县级电力系统用得较多的是只重视选择变压器的变比，而忽视了电力无功功率的平衡。当电力系统的无功电源发出的无功功率不能满足（或高于）无功负荷及网络中损耗时，就应对系统电压进行调整。

以目前调整电压的措施有：调节励磁电流以改变发电机端电压、适当选择变压器的变比、改变线路的参数、改变无功功率的分布等；

控制无功功率的产生和损耗及无功功率的流动可以实现调整电压。下面是常用的进行无功功率和电压调整的装置。

1、发电机发电机是电压控制的基本手段，自动电压调节装置通过调节励磁，使发电机端电压保持在允许值范围内。由式（1-1）作出发电机的P-Q极限图6。

从图中可以看出，发电机只有在额定电压、电流和功率因数（即运行点C）下运行时视在功率才能达到额定值，这样其容量就可以得到最充分的利用。当系统无功电源不足时，只有使发电机在低功率因数下运行，从而多发出无功功率以提高电力网的电压水平；当系统无功电源充足时，只有使发电机在高功率因数下运行，从而少发出无功功率以恒定电力网的电压水平。但不论发电机在何种功率因数下运行，其运行点不应越出P-Q极限曲线的范围（图中粗线部分）。在电力系统中若由发电机发出大量的无功电源，不但降低发电机的效率，同时，发电机端的电压也将抬高，而且也增加了大量的功率损耗。

2、同步调相机同步调相机实质上是空载运行的同步电动机。在过励磁运行时，它向系统供给无功功率，能提高系统电压；在欠励磁运行时，则从系统吸收无功功率，可降低系统电压。

3、电力电容器电力电容器只能作为无功电源，向系统供给无功功率。

4、并联电抗器并联电抗器用于补偿线路电容，特别是用于限制空载或轻载时线路末端电压不要过高。

5、调压变压器改变变压器高压侧绕组的分接头，即可改变变压器的变比，从而改变二次侧的电压。

6、静止补偿器静止补偿器由电力电容器和可调电抗器组成，并联在降压的低压母线上。电容器吸收容性无功功率，静止补偿器根

据母线电压的高低自动控制可调电抗器吸收的感性无功功率的大小，从而控制装置发出或吸收的感性无功功率的大小，进而达到稳定电压的目的。

3 结论

电力系统中无功功率是否平衡，直接影响电压的质量。为保证电压质量，满足用户的用电要求，系统中必须有充足的无功电源备用。当系统中的无功功率大于（或不能满足）无功负荷的需要时，就得调整无功功率的输出，采用调压措施，调整负荷侧电压，以改善电压的偏移。在电压调整的过程中，不可忽视无功功率的平衡。实际上电力系统的无功电源发出的无功功率大于（或不能满足）无功负荷及网络中损耗时，负荷的电压就不可能维持在正常的运行水平上，这主要是因为无功电源发出的无功功率与系统中所需的无功功率不平衡所至。不论怎样改变变压器的变比，负荷的电压还是偏高或偏低，无法达到电压在正常范围内运行，此时在负荷侧可考虑加装静止无功补偿器等既可发出无功功率、又可吸收无功功率的设备，同时应尽量使无功功率就地平衡。

参考文献：

1、电力系统分析. 责任编辑李德.华中理工大学出版社，1988年10月

2、电力网及电力系统. 主编黄静.中国电力出版社，1999年8月

作者简介：

钟焕双(1966-)，男，籍贯广东省乐昌市，大专，职称：工程师，研究方向：电力系统的电力专业输电、变电、配电、供电、配电等电网建设与改造、设计安装、运行维护管理。

(收稿日期：2004-11-16)

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另一部分为绕组中的无功损耗。在变压器满载时，基本上等于短路电压k U 的百分值，约 为10％这损耗可用式(6-2)求得 2(%)()100k TN TL Tz TN U S S Q S V (Mvar)(5-1-2) 式中，TN S 为变压器的额定容量(MVA)；TL S 为变压器的负荷功率(MVA)。 由发电厂到用户，中间要经过多级变压，虽然每台变压器的无功损耗只占每台变压器容量的百分之十几，但多级变压器无功损耗的总和可达用户无功负荷的75%～100％左右。 (2)电力线路的无功损耗。电力线路上的无功功率损耗也分为两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的无功损耗又称充电功率，与电力线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的无功损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。因此电力线路作为电力系统的一个元件，究竟是消耗容性还是感性无功功率，根据长线路运行分析理论，可作一个大致估计。对线路不长，长度不超过100km ，电压等级为220kV 电力线路，线路将消耗感性无功功率。对线路较长，其长度为300km 左右时，对220kV 电力线路，线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容性无功功率，呈电阻性。大于300km 时，线路为电容性的。 二、系统综合负荷的电压静态特性 电力系统中某额定功率的用电设备实际吸收的有功功率和无功功率的大小是随电力网的电压变化而变的，尤其是无功功率受电压的影响很大。电力系统综合负荷的电压静态

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电力系统的无功优化和无功补偿 摘要：电力系统的无功优化和无功补偿是提高系统运行电压,减小网损,提高系统稳定水平的有效手段。本文对当前国内外的无功优化和无功补偿进行了总结，对目前无功补偿和优化存在的问题进行了一定的探讨和研究。 关键词:无功优化无功补偿非线性网损电压质量 1前言 随着国民经济的迅速发展,用电量的增加,电网的经济运行日益受到重视。降低网损,提高电力系统输电效率和电力系统运行的经济性是电力系统运行部门面临的实际问题,也是电力系统研究的主要方向之一。特别是随着电力市场的实行，输电公司(电网公司)通过有效的手段,降低网损，提高系统运行的经济性，可给输电公司带来更高的效益和利润。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分。通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿,不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性, 而且可以降低有功网损和无功网损,使电力系统能够安全经济运行。 无功优化计算是在系统网络结构和系统负荷给定的情况下,通过调节控制变量（发电机的无功出力和机端电压水平、电容器组的安装及投切和变压器分接头的调节)使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。通过无功优化不仅使全网电压在额定值附近运行,而且能取得可观的经济效益,使电能质量、系统运行的安全性和经济性完美的

结合在一起，因而无功优化的前景十分广阔。无功补偿可看作是无功优化的一个子部分,即它通过调节电容器的安装位置和电容器的容量,使系统在满足各种约束条件下网损达到最小。 2无功优化和补偿的原则和类型 2.1无功优化和补偿的原则 在无功优化和无功补偿中，首先要确定合适的补偿点。无功负荷补偿点一般按以下原则进行确定: 1)根据网络结构的特点,选择几个中枢点以实现对其他节点电压的控制； 2)根据无功就地平衡原则,选择无功负荷较大的节点。 ３)无功分层平衡，即避免不同电压等级的无功相互流动,以提高系统运行的经济性。 4)网络中无功补偿度不应低于部颁标准０.7的规定。 2．2无功优化和补偿的类型 电力系统的无功补偿不仅包括容性无功功率的补偿而且包括感性无功功率的补偿。在超高压输电线路中(500kＶ及以上),由于线路的容性充电功率很大，据统计在500kV每公里的容性充电功率达1．２Mvar／km。这样就必须对系统进行感性无功功率补偿以抵消线路的容性功率。如实际上，电网在５00kV的变电所都进行了感性无功补偿，并联了高压电抗和低压电抗,使无功在500kV电网平衡。 3 输配电网络的无功优化(闭式网)

第5章 电力系统的无功功率平衡和电压调整.

第5章 电力系统的无功功率平衡和电压调整 一、填空题 1.电力系统的无功电源除了发电机，还有各种类型的 装置。 2.输电线路两端电压差值越大，则流过的无功功率也就越 （填“大”或“小”）。 3.电力系统的无功平衡是指各种无功电源供给的无功功率要与 和_____________相平衡。同时，为了保证运行的可靠性和电能质量，以及适应负荷的发展，还必须具备一定的 。 4.电力系统中的无功损耗主要包括 的无功损耗和 的无功损耗。 5.电力系统的无功电源有 、 、 、_____________和 等。 6. 电力系统电压的监视和调整通常只选择一些关键性的母线（节点）来完成，这些关键性的母线称为 。 7.中枢点的调压方式分为 、 和 三类。 8.在整个电力系统普遍缺少无功的情况下， （填“能”或“不能”）采用改变变压器分接头的方法提高所有用户的电压水平。 9.在负荷水平较低时，应 （填“增加”或“减少”）并联运行的变压器台数，以_________（填“升高”或“降低”）二次母线电压。 10. 如下图所示，A U ?、B U ? 分别为线路AB 两端的电压相量，由此可知：线路中有功功率的流向为 ；感性无功功率的流向为 。 11.电力系统中某两个相邻节点a 、b 的电压分别为kV U a 2228∠=?，kV U b 5192∠=?，该两个节点之间P 的流向为 ，感性无功Q 的流向为 。 二、选择题 1.关于输电线路上有功功率和无功功率的传输方向，下列说法正确的是（ ） A.有功功率从电压相角超前的一端流向电压相角滞后的一端，无功功率从电压幅值较大的一端流向电压幅值较小的一端 B.有功功率从电压相角滞后的一端流向电压相角超前的一端，无功功率从电压幅值较小的一端流向电压幅值较大的一端 C.有功功率从电压幅值较大的一端流向电压幅值较小的一端，无功功率从电压相角超前的一端流向电压相角滞后的一端 D.有功功率从电压幅值较小的一端流向电压幅值较大的一端，无功功率从电压相角滞后的一端流向电压相角超前的一端 2.中枢点的三种调压方式中，实现难度最大的是（ ） A.顺调压 B.逆调压 C.恒调压 D.无法判断 3.当整个系统缺乏无功电源时，可采取以下哪些调压措施（ ） （1）改变变压器变比调压 （2）串联电容补偿调压 A B B

无功、电压与线损之间的关系(精)

无功、电压与线损之间的关系 1、无功与电压的关系 （1）无功不平衡对电压的影响 1）由于无功不平衡会引起电压偏移。根据无功负荷的电压静态特性，当一个地区无功过剩时，电压就会升高；而无功不足时，电压就会降低。 2）由于无功潮流在电网中的流动，产生电压降。无功潮流（负荷）越大，在电网中产生的电压降也越大。 3）无功负荷的变化，会引起电压降的变动。 (2）改善电压对无功的要求： 1）任何时候都应在目标电压下达到无功平衡。这就要求我们要有足够的无功补偿容量，以保证高峰负荷时的无功平衡，同时要有足够的调节能力。 2）实现无功的就地平衡，尽量减少无功在电网中的流动，尤其是远距离的流动，使电网各点电压都在合格范围内。 3）按逆调压的要求实现无功平衡 2、线损与无功的关系 从本质上讲，线损是指发电厂发出来的电能输送到用户，必须经过输电、变电、配电设备，由于这些设备存在阻抗，因此，电能通过时就会产生电能损耗，并以热能的形式散失在周围介质中，这个电能损耗称为线损电量，简称线损。线损电量占供电量的百分比简称线损率。由于电力网中实际存在着大量的无功负荷，如异步电动机、变压器、输电线路的电抗等，这些设备的启动运行，需要系统供给无功功率，这样系统功率因数就会降低，使电网在传输一定有功功率的情况下，电流增大，从而产生有功电能损失，使线损增大。当功率因数为0.7时，无功功率和有功功率基本相当，电网中的可变损耗有一半是无功功率引起的。所以说，加大无功优化工作，实现无功就地平衡，尽量减少无功电流在电网中的流动，对电网降损节能有着重要的意义。

例如:设有一条10千伏线路,其等效电阻R为10欧姆,当其输送的有功功率P为100千瓦,无功功率Q分别为(1)33千乏和(2)100千乏时,所造成的有功损失: 当无功功率为33千乏时 视在功率S=√P2+Q2=√1002+332 =105千伏安 功率因数COS∮=P/S=100\105=0.95 有功功率损失：△P=3I2R=(S2/U2)R=(1052/102)×10＝1.1千瓦 当无功功率为100千乏时 视在功率S=√P2+Q2=√1002+1002 ＝141千伏安 功率因数COS∮=P/S=100\141=0.71 有功功率损失：△P=3I2R=(S2/U2)R=(1412/102)×10＝2千瓦 通过上式可以看出,该线路在输送有功功率不变的情况下,当功率因数由0.7提高到0.95时,线路有功功率损耗由2千瓦降低到1.1千瓦,降幅可达到45% 3、线损与电压的关系： 大家都知道无功平衡情况直接影响电网的电压水平，而电压又影响着电网的负荷损耗和变压器铁损。所以我们说无功通过电压间接影响着线损。 电压对线损的影响是直接的，负荷引起的损耗（线损和变压器铜损）与电压平方成反比，而变压器铁损与电压平方成正比。所以在高峰负荷时，由于负载损耗远远大于变压器铁损，提高电压能够取得明显的降损节电效果；反之，在低谷负荷时，特别是配电网有功负荷不大时，无功负荷随着电压的升高有较大的增加。这就要求我们在调控电压时，在允许的电压偏移范围内，实现高峰负荷时较高电压运行，而低谷负荷时较低电压运行的逆调压，达到电能损耗最小的目的。

电力系统无功功率优化

电力系统无功功率优化 【摘要】随着我国各种产业的迅速发展，现代电力系统日益扩大，对电网的运行的可靠性要求也越来越高。为了有效提高电力系统输电效率，降低有功网损和减少发电费用，我们需要加强对电力系统运行的经济性研究，合理选择无功补偿方案和补偿容量，通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿，这样不仅能够改善电能的运行环境，给输电公司带来更高的效益和利润，还能提高功率因数，保证电网的电压质量，维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，最终保证了电网的安全、优质、经济运行。我国配电网的规模巨大，因此要想优化电力系统的无功补偿，需要电力部门和用户高度重视，密切配合，分析无功补偿应用技术，选择合适的优化方案。本文先是介绍了无功优化的重要性，接着分析了无功优化的基本思路，无功优化的一般模型和目标函数，阐述了无功功率的动态补偿。 【关键词】电力系统；无功优化；一般模型；目标函数；动态补偿 引言 电压和无功功率的分布有着非常紧密的联系，一般情况下，无功功率是造成电网线路出现有功损耗的主要原因，同时也严重影响着电力系统电压的正确分布。由此可见，根据电网的实际情况，利用现有的无功调节手段，合理的调动无功，在满足安全运行约束的前提下，加强对无功优化的研究，对于提高电压质量、降低系统网损具有重要的意义。无功优化是实现电力系统安全和经济运行的重要手段。 1 无功优化的重要性 随着电力市场改革的不断深化，降低电网损耗，直接决定着电力电网公司的经济效益和供电效率，变得非常重要。降低网损，其主要途径就是要降低电网的无功潮流流动，通过无功优化，可以降低电网有功损耗和电压损耗，优化电网的无功潮流分布，改善电压质量，使用电设备安全可靠地运行。在保证现代电力系统的安全性和经济性方面，无功优化的重要性已经得到全球的关注。因此，电力系统中无功优化的重要性越来越为突出。 2 无功优化的基本思路 无功优化可分为无功运行优化和规划设计优化。其中无功运行优化是利用现有无功补偿装置，通过降低网损的方式，合理调节变压器分接头和发电机端电压，正确分析离线运行方式，实现无功实时或短期控制。而规划设计优化涉及的问题很多，也很复杂，不仅包括多时段，还要充分考虑多运行方式，确定补偿装置的地点、容量和投切时间，扣除补偿投资后的净收益，使得损耗电能减少的收益最大，而年运行费用与投资等年值之和最小。总之，电力系统的无功优化的基本思路，就是在满足电力系统无功负荷的需求下，根据电力系统的有功负荷、有功电

无功功率平衡和的电压调整

电力系统的无功功率平衡和电压调整 1.输电线路传输无功功率的电压效应。负荷的无功功率――电压静特性。 2.电力系统的无功功率平衡 3. 电力系统的无功损耗。 4.电力系统的无功功率源。 5.电力系统调压方式有哪几种。 6.电力系统中无功功率分布对电压的影响。

1.输电线路传输无功功率的电压效应。负荷的无功功率――电压静特性。 如图7－1所示的简单输电线路。图中R ＋jX 为线路集中阻抗，输电线的电容不考虑。当线路末端的功率为r r jQ P +,这一功率将在线路上引起电压降。在高压电网中系统节点电压幅值的变化仅与无功功率的变化有关，且一节点的无功功率变化对其本身的电压变化影响最大。 当传输的负荷功率r r jQ P +通过阻抗时要产生电压降，电压降纵分量U ?和 横分量U δ和电压相量s U ,均示于图7－1（b ），我们已知 图7－1 简单输电线路 (a)等值电路；(b)相量图 =+r r r r r r U R Q X P U U X Q R P U －＝δ? 并可以近似地认为线路首端到末端的电压损耗为υ?。 从图7－1(b)，当已知r U ，r P ，r Q ，始端电压s U 可由下式求得（r U 作为参考相量）。

r R r Q X r P j r X r Q R r P r j S r R r Q X r P j r X r Q R r P r j r S U U U )s i n (c o s U U U U U +++=+?+++=++υδδυυδυ? ＝ 电压为110千伏以上的输电线路R<

无功功率与电压调整

第二节无功功率与电压调整 一、电压的作用 电压是衡量电能质量的一个重要标准，电压过高或过低都会对用户造成不良的影响。 比如：电压低的危害： 在电力系统中常见的用电设备为异步电动机，各种电热设备、照明以及家用电器。这些设备 与电压都保持着一定的关系，电动机的转矩是与其端电压的平方成正比，当电压下降时，转 矩也下降，如果电动机所拖的机械负荷的阻力矩(负荷)不变，随着电压的降低，电动机的转差增大，定子电流也随之增大，发热增加，绕组温度增高，加速绝缘老化。当电压再低时，电动机将停转。电压低了，照明灯发光不足，电炉冶炼时间长，降低效率。电压降低，会使网络中的功率损耗和能量损耗将加大，电压过低还可能危及电力系统运行稳定。 电压高的危害： 电压偏高，用电设备的使用寿命将缩短，电压高，加在设备上的电场变的强，使介质中的局 部产生放电，这是电老化。绝缘的老化分为电老化、热老化、环境老化。在超高压网络中还将增加电晕损耗等。 因此电力系统根据电压等级的不同，制定了各类用户的允许电压偏移。 1.35kV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% 2.10kV用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7% 3.380V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的土7% 4.220V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的+5%- -10%。 事故后，考虑时间较短，事故又不经常发生，电压偏移容许比正常值再多5%。 二、系统中的无功功率的平衡 电力系统中，各种无功电源发出的无功功率应能满足系统负荷和电网损耗的需求。电力系统 对无功功率的要求是：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或至少等于所需要的无功功率和网络的无功损耗，为了保证安全，应有一定的储备。 Q GC-Q LD-Q L=Q res Q G C为系统的无功电源之和；Q L D为系统无功负荷之和；Q L为网络无功损耗之和，这个损耗包含线路电抗的无功损耗，为正，线路的充电功率，为负。一般在110KV 电压等级及以上才计算这部分功率。 三、无功功率的产生和电压的关系 电力系统负荷中，都属于电感性负荷，这不可避免的要消耗无功功率，现在以几个典型 的无功负荷研究无功功率与电压的关系。 1?异步电动机 异步电动机是电力系统中的主要无功负荷，占了比较大的比重。根据异步电动机的等值电路， 列出它所消耗的无功功率为： U 2 2 Q M二Q m I 2X - X m 从以上公式看出， Q m为励磁功率，根据公式看，它同电压平方成正比，但实际上，当电压较高时，由于饱和 影响，励磁电抗X m还将下降。所需的无功更多。Q二为漏抗所需的无功损耗，如果负载功 2R(^S)S二常数，当电压降低时，转差将增大，定子电流随之增大，相应地在漏抗中率不变，则P m = I 的无功损耗也要增大。综合这两部分无功功率的变化特点，可得异步电机的

第四章电力系统的无功功率平衡和电压调整.doc

第四章 电力系统的无功功率平衡和电压调整 例4-1 某变电站装设一台双绕组变压器，型号为SFL-31500/110，变比为110±2×2.5%/38.5kV ，空载损耗△P 0=86 KW ，短路损耗△P K =200KW ，短路电压百分值U k %=10.5，空载电流百分值I 0%=2.7。变电站低压侧所带负荷为S MAX =20+j10MV A ，S MIN =10+j7MV A ，高压母线电压最大负荷时为102KV ，最小负荷时为105KV ，低压母线要求逆调压，试选择变压器分接头电压。 解 计算中略去变压器的励磁支路、功率损耗及电压降落的横分量。 变压器的阻抗参数 R T =（△P K U N 2）/（1000S N 2）=（200×1102）/（1000×31.52）=2.44（Ω） X T =（U K %U N 2）/（100S N ）=（10.5×1102）/（100×31.5）=40.3（Ω） 变压器最大、最小负荷下的电压损耗为 △ U Tmax = max max 1max 20 2.441040.3 4.43()102T T P R Q X KV U +?+?== △ U Tmin =min min 1min 10 2.44740.3 2.92()105 T T P R Q X KV U +?+?== 变压器最大、最小负荷下的分接头电压为 U 1tmax =(U 1max －△U tmax ) 22max N U U =(102－4.43)38.535105%?=102.2(kV) U 1tmin =(U 1min －△U tmin )22min N U U =(105－2.92) ×38.535 =112.3(kV) U 1t =(102.2+112.3)/2=107.25(kV) 选择与最接近的分接头为110－2.5%即分接头电压为107.25KV 。此时，低压母线按所选分接头电压计算的实际电压为

电力系统中无功功率平衡对电压的影响

电力系统中无功功率平衡对电压的影响 *** ******* 摘要：在电力系统中,不可忽视无功功率的平衡对电压的影响,无功功率的增加或减少,均对系统电压产生较大的波动及增加电能损耗,必须调整无功功率的输出,安装无功补偿装置等均可保持无功功率的平衡,以保持电压在正常范围内,同时减少功率损耗。 关键词:电力系统; 无功功率; 系统电压 1系统的无功功率对电压的影响 1.1电力系统中的无功功率电源与无功负荷 在电力系统中,无功功率为电力网络及各种电力设备提供励磁。系统内主要需要感性无功功率，它为变压器和感应电动机提供了励磁电流。无功功率的电源有发电机、高压输电线路、大型同步电动机和补偿装置。其中发电机是最基本的无功功率电源,发电机在额定状态下运行时,可发出的无功功为: Q GN = S GN sinφN = P GN tanφN (1) 式中: S GN , P GN ,φN 分别为发电机的额定视在功率、额定有功功率和额定功率因数角。 电力系统中无功负荷主要为异步电动机,系统无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定, 它所消耗的无功功率为: Q M = Q m + Qσ= U2 / X m + I2 Xσ(2) 式中:Q m 为励磁功率, X m 为励磁电抗, Qσ为漏抗无功损耗, Xσ为漏电抗,U 为电动机端电压, I 为定电流。 电力系统无功功率的损耗主要有变压器的无功损耗和输电线路的无功损耗。 1. 2无功功率对电压的影响 在电力系统运行中,要求电源的无功出力在任何时刻都同负荷的无功功率和网络无功损耗之和相等,即: Q GC = Q LD – Q L 下面以一发电机经过一段线路向负荷供电来说明无功电源对电压的影响。略去各元件电阻, 用X表示发电机电抗与线路电抗之和, 等值电路如图1所示,并根据等值电路图作出发电机端电压与负荷侧电压关系的相量图2 : 图1 发电机与负荷关系的等值电路图 图2 发电机端电压与负荷电压关系的相量图根据图2 可以确定发电机送到负荷节点的功率为: P = UI co sφ=EU* sinδ/X Q = UI sinφ= EU*cosδ/X-U2/X 当P 为一定时, 得： (3) 当电势E 为一定值时, 根据(3) 式可做出无功功率Q 与电压U 的关系图, 如图3 中的曲线1 :

电力系统无功优化建设

电力系统无功优化建设 摘要：随着电网管理水平的日益提高及不断细化，电网无功补偿安装容量已经能够基本满足电网的负荷需要，但电网无功管理工作仍需加强，就目前县级电网无功优化问题进行深入的研究和探讨，提出一些意见和看法。 关键词：无功优化；管理；电网 1 无功优化建设原则 坚持“全面规划、合理布局、全网优化、分级补偿、就地平衡”的原则，以改善电压质量、降低损耗、节约运行成本、提高企业经济效益和无功优化管理水平为目的，逐步实现变电站、配电线路、低压配电台区的全网分区、分层电压无功优化。 2 无功优化的目的 经过近几年的电网建设与改造，公司所属35kv及以上变电站基本上安装了足够容量的无功补偿装置。但变电站的电容器均采用断路器分组投切方式。这种采用人工投切电容器组的方式不能根据负荷及时的输出无功，且大大的加重了主变有载调压的动作次数，给我局设备安全运行带来隐患。 3 目前现状 1）10kv线路无功自动补偿装置安装的还较少，不能够满足需要。2）没有开展全网无功优化计算，还处于比较粗略的计算方法和仅仅凭借经验从事的状态。需要进一步完善全网优化、提高优化效果。3）农网低压线路存在三相负荷不平衡现象，损耗较大，没有达到

经济运行的要求。4）随着近几年“农网改造”、“农网完善工程”、“农村电气化建设”以及“农田机井通电工程”等农网工程的开展，对全市农村低压线路和设备进行了改造，增补了大批台区无功补偿装置。目前县级电网低压配电台区的随器、随机补偿容量基本满足要求。但因未加装配电台区采集终端，也无法对低压补偿装置进行实时监控和远方控制。5）无法实时监测用户的无功补偿情况，大用户不及时投退电容器会影响电网的无功补偿效果。 4 存在问题 随着电网规模的增大及日益复杂，电压无功优化问题越来越突出，尤其表现在无功补偿虽然达到局部最优，但是全网电压无功质量却上不去。目前电力系统进行无功规划和无功控制都是局部补偿，不能考虑到全网进行优化补偿。目前县级无功电压管理还存在以下问题： 如：高、中、低压无功管理分离，这种管理模式造成管理上的脱节；无功管理理论缺乏、人员素质不高，还处于依据粗略、传统的计算方法和凭借经验指导工作；无功补偿进行了分层、分级补偿，在区域内达到了效果，但是没有实现全网的整体优化补偿。经过近几年的电网建设与改造，县级供电企业所属35kv及以上变电站基本上安装了足够容量的无功补偿装置。但变电站的电容器均采用断路器分组投切方式。这种采用人工投切电容器组的方式不能根据负荷及时的输出无功，且大大的加重了主变有载调压的动作次数，给县级供电企业设备安全运行带来隐患。

无功与调压关系

电 力 系 统 无 功 与 电 压 的 关 系 （一）、前言 电压是衡量系统电能质量的一个重要指标，电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。 （二）、无功电源 电力系统的无功电源除了发电机外，还有同步调相机、静电电容器、及静止补偿器，这三种装置又称无功补偿装置。 （1）、发电机 发电机是系统唯一的有功功率电源，同时又是基本的无功功率电源。发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率 Q GN = S N SIN （Φ） = P GN tg （Φ） 式中：S N 、P GN 、Q GN 、Φ分别为发电机的额定视在功率、额定有功功率、额定无功功率和额定功率因数角。 下面以一个简单的系统说明发电机（隐极发电机）的无功与系统电压的关系。 图2-1 简单的系统图 图中：?E 为发电机机端的电势，? V 为系统的电压，X 为发电机与系统联系电抗。 P = VIocs(Φ) = δsin X EV Q = VIsin(Φ) = δcos X EV - X V 2 当P 为一定值时，得： Q = 22P X EV -）（ - X V 2

当发电机的电势一定时，Q 同V 的关系如图2-2；是一条向下开口的抛物线。 图2-2 电压与无功的关系 （2）、同步调相机 同步调相机相当于空载运行的同步电动机。在过励磁的运行时，她向系统供给感性无功功率而起无功电源的作用，能提高系统电压；在欠励磁运行时，她从系统吸收感性无功功率而起无功负荷的作用，可降低系统电压。 （3）、静电电容器 静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所的母线上。她供给的无功功率Q C 值与所在节点的电压V 的平方成正比，即 Q C = C X V 2 （4）、静止补偿器 静止补偿器由静电电容器与电抗器并联组成。电容器可以发无功功率，电抗器可以吸收无功，两者结合起来可以实现无功调节。 （三）、无功负荷 电力系统无功负荷主要有异步电动机、变压器的无功损耗、线路的无功损耗。 （1）、异步电动机 异步电动机在电力系统无功负荷中占的比重很大。系统的无功负荷的电压特性主要由异步电动机决定。异步电动机的简化等值电路见图3-1，她消耗的无功功率与端电压的关系见图3-2。

电力系统无功优化的模型及算法综述_许文超

电力系统无功优化的模型及算法综述① 许文超 郭　伟 (东南大学电气工程系　南京　210096) SUMMARIZE OF REACTIVE POWER OPTIMIZATION MODEL AND ALGORITHM I N ELETRIC POWER SYSTEM Xu Wenchao　Guo Wei (Dept.of Electrical Engineering,South east Univ ersity,Nanjing,210096) ABSTRACT　In this pape r Reactiv e Pow er Optimiza tio n (R PO)and its histo r y ar e intro duced in brief.Th en the pape r makes a summar y of sev er al cla ssical optima l models and the model in elect ricity mar ke t,and ana ly ses some compar ativ ely ex cellent optima l algo rithm.So me ex istent pro blems ar e also bro ught o ut accor ding to the demand of r ea l-time optima l co ntro l. Key Words　Reactiv e po w er optimizatio n(RPO),Algo-rithm,M o del,Electric po w er system 摘要　本文简要介绍了电力系统无功优化的历史,综合评述了比较经典的优化模型和电力市场下的无功优化模型,分析比较了多种较为优秀的优化算法,并根据全网无功实时优化控制的要求提出了现存的一些有待解决的问题。 关键词　无功优化　算法　模型　电力系统 1　引言 自J.Carpentier在上世纪60年代初首先提出了电力系统最优潮流(OPF)的概念后,电力系统潮流优化问题在理论上和实际应用上已经有了很大发展。而无功优化问题是O PF中一个重要的组成部分,几十年来国内外很多专家学者对此开展了大量的研究工作[1～4]。 随着电力系统的复杂化,除了系统规划、运行要考虑无功优化,高压支流输电及灵活交流输电、电力市场等更多的领域也涉及到无功优化问题,对无功优化方案及控制手段的要求也越来越苛刻[5][6]。本文对其中的无功优化问题及其研究现状进行分析,通过对以往无功优化模型算法的优缺点的比较,希望能够对今后的研究有所帮助。 2　无功优化的数学模型 无功优化问题是指某电力系统在一定运行方式下,满足各种约束条件,达到预定目标的优化问题,它涉及无功补偿装备投入地点的选择、无功补偿装置投入容量的确定、变压器分接头的调节和发电机机端电压的配合等,是一个多约束的非线性规划问题。 2.1　经典的数学模型 电力系统无功优化问题一般可以表示为以下的数学模型: min f(u,x) s.t.g(u,x)=0 h(u,x)≤0 (1) 式(1)中涉及到控制变量(u)和状态变量(x)。u是可人为调节的变量,可包括:P Q发电机节点的无功功率、可调变压器的抽头位置、无功补偿设备的容量及PV和平衡节点的电压模值。x可包括除平衡节点外其它所有节点的电压相角、除发电机或具有无功补偿设备的节点的电压模值。 目标函数有多种考虑角度。从经济性角度出发的经典模型是考虑系统的网损最小化,目标函数为[7]: min f1=min∑ n l k=1 G k(i,j)[U2i+U2j-2U i U j cos(W i-W j)](2)式中:n l为网络总支路数;G k(i,j)为支路i-j的电导;U i、U j分别为节点i、j的电压;W i、W j分别为节点i、j的相角。 从系统安全性出发的经典模型是选取节点电压偏离规定值最小为目标函数[7]: min f2=min∑ n j=1 |U j-U spec j| ΔU j(3) ①本文2002年5月17日收到 本文修改稿2002年7月9日收到

电压与无功功率的重要作用

电压与无功功率的重要作用 [摘要] 针对电网的特点，浅谈电力系统电压和无功功率的重要作用及几种控制技术的应用。 [关键词]电压质量无功功率减少损耗 前言 新兴县位于广东省中部偏西、珠江三角洲西北端、云浮市东南部的山区县。全县面积1520.7平方公里。县内有110KV电站3座、35KV电站7座。小火电装机容量为12.7MW、小水电装机容量约为30MW。由于历史原因县网特点是：电网结构不合理、供电可靠性不高；输电线路分支多且长、残旧、多小水电没有装设继电保护装置上网。因此每年电网就会出现这样的情况：枯水期时，电网电压过低；丰水期时，电网电压过高，带有小水电的边远山区有时会出现烧坏电器的现象。针对这些现象我对保证电压质量、提高经济效益、减少电网损耗有一些看法。 1、电压与无功功率的重要作用 电力系统的经济、安全、稳定运行，与控制电压技术及调节无功功率分不开的。电压是电能质量的重要标志。供给用户的电压与额定电压值的偏移不超过规定的数值，是电力系统运行调整的基本任务之一。各种用电设备是按照额定电压来设计制造的，只有在额定电压下运行才能取得最佳的工作效率。电压质量对电力系统本身有影响。当电压

过高时：会对负荷的运行带来不良影响；影响产品的质量和产量，损坏设备；各种电气设备绝缘会损坏，在超高压输电线路中还将增加电晕损耗；甚至会引起电力系统电压崩溃，造成大面积停电。电压降低时：会使电网中的有功功率损耗和能量损耗增加，过低还会危及电力系统运行的稳定性。无论是作为负荷用电设备还是电力系统本身，都要求能在一定的额定电压水平下工作。从技术和经济上综合考虑，规定各类用户的允许电压偏移是完全必要的。我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移为： 35KV及以上电压供电的负荷±5％ 10KV及以下电压供电的负荷±7％ 低压照明负荷＋5％－10％ 农村电网（正常）＋7.5％－10％ （事故）＋10％－15％ 电力系统中无功功率平衡是保证电力系统电压质量的基本前提。对于运行中的所有设备，要求系统无功功率电源所发出的无功功率(∑QG)与无功功率负荷(∑QD)及无功功率损耗(∑QL)相平衡，即 ∑QG=∑QD+∑QL 而无功功率电源在电力系统中的合理分布是充分利用无功电源、改善电压质量和减少网络有功损耗的重要条件。无功功率的产生基本上是不消耗能源的，但无功功率沿输电线路上传送却要引起无功功率的损耗和电压的损耗。无功功率电源的最优控制目的在于控制各无功电源之间的分配，合理的配置无功功率补偿设备和容量以改变电力网络中

电力系统有功功率平衡(电力系统稳态分析陈珩)

电力系统的频率调整 电能相对于其他一、二次能源具有易于输送的特点，尤其电能在远距离输送时，无论在经济性、安全性及损耗等面都具有显著优势，这使其成为现代社会最重要的能源类型之一。保证以及提高电能质量是世界所有电力企业的共同目标。电能质量的好坏一般由一系列电网运行状态参数来衡量，衡量电能质量的指标有频率质量、电压质量和波形质量，分别以频率偏移、电压偏移和波形畸变率表示。可见，电网频率质量是电能质量中最重要的指标之一。电网中绝大多数发电及用电设备均按照电网额定频率生产制造，一般只能够在较小的频率偏差下正常使用。当频率偏差较大时，电气设备可能会出现低效乃至损坏等问题，从而造成经济损失甚至人身安全事故。 电网频率与电网整体有功功率的平衡直接相关。若电网中的总发电功率大于总负荷吸收功率，则电网频率上升；反之则电网频率下降。因此，保证电网频率质量的问题，可转化为保证电网整体有功功率平衡控制质量的问题。由于在目前的技术条件下，电能尚无法实现大规模直接存储，因此有功功率平衡质量的保证只能依赖于电能在发、输、配、用各环节中实现实时功率平衡。在有功功率平衡控制问题的研宄中，一般将输配电过程中的功率损耗看作等效负荷，因此，电网有功功率平衡控制问题主要是发电与用电的平衡控制。 表面上看，电网的有功功率平衡控制问题似乎是十分简单及清晰的，即电网中的发电功率与用电功率需要实时平衡。然而，在实际操作层面，即电网如具体且高质量地实现实时的有功功率平衡却较为复杂。有功功率平衡控制及其性能评价作为互联电网有功功率平衡控制问题中的一个环节，与其他环节间相互影响、相互制约，因此，必须首先对所究问题的背景及相关概念加以分析和梳理。

无功功率与优化控制_考试部分答案

2014-5-19参数辨识、自适应控制 2014-5-20电力系统无功补偿与优化控制考试题签 满分110分(常规的100分+提高题10分) 1、解释无功功率的含义，无功功率概念的起源，无功功率理论的发展过程，无功功率与有功功率的关系，以及无功功率对电力系统的作用和影响(20分) 无功功率的含义：无功功率主要用于电气设备内电场与磁场的能量交换，在电气设备（电路系统）中建立和维护磁场的功率。它不表现对外做功，由电能转化为磁能，又由磁场转化为电能，周而复始，并无能量损耗。特别指出的是无功功率并不是无用功，只是它不直接转化为机械能、热能为外界提供能量，作用却十分重要。 无功功率概念的起源： 无功功率理论的发展过程： 无功功率与有功功率的关系：视在功率s=UI，无功Q=UIsinθ，有功p=UIcosθ，他们的单位分别为KVA，KV AR，KW。S*S=P*P+Q*Q。 无功功率对电力系统的作用和影响：电压和无功是电能质量的重要指标之一。电压偏移过大会影响用电设备的运行特性，而且还影响到用电设备所取用的功率，对系统带来不利影响，如异步电动机。而无功功率与系统电压水平是密切相关的。为了保证系统电压必须具有充足的无功功率。无功功率从电源端经线路和变压器向负荷端输送，要产生电压损耗（高压线路和变压器的电压损耗主要取决于通过的无功功率），无功功率潮流的变化也会相应的引起电压损耗的变化。无功电源的不足会引起系统电压水平的下降，在无功电源不足的情况下只能在较低的电压下达到无功功率的平衡。为了使电压上升，就需要使电源增加无功出力。 2、论述无功功率与电压的关系，由此说明如何加强无功电压管理？(10分) 无功功率与电压的关系： 无功功率是与电压不同相位的电流所做的功；无功功率不足（也就是欠补偿）线路上就会存在较大的无功电流，增大线路损耗造成末端电压降低。将给电力系统带来诸如出力不足，电力系统损耗增加，设备损坏等一系列的损害，甚至可能引起电压崩溃事故，造成电网大面积停电。而无功过剩（也就是过补偿），对于线路来说呈现出容性负载特征，过补偿电容在交流电不断充放电的作用下，致使末端电压被提升。 如何加强无功电压管理： 电力系统的电压质量是衡量电力系统运行水平和电能质量的主要指标之一。保证电网电压质量是电力系统安全稳定的要求，也是保证用户的正常安全用电的要求。电力系统的电压管理不同于电力系统频率调整，由于系统内不同地区、不同节点的电压不相同，同时无功调节和控制手段的多样化，电力系统无功电压管理和电压的调整较电力系统有功频率调整更加复杂，但调节的手段也更加灵活。 为了解决电压波动的问题，需要讨论电压调整和管理。虽然主网中有很多节点，但人们关注的重点是中枢点的电压水平。所谓中枢点指的是某些能反映全网的电压水平的节点，这些中枢点通常是大容量的枢纽变电站，或者是大容量的发电厂。如能控制住这些中枢点的电压，那么全网大部分节点的电压质量一般来说将能得以保证。因此，电力系统的电压管理和调整可以通过监视和调整各个电压中枢点的电压来实现的。为了对中枢点电压进行控制，其必要条件首先是明确中枢电压的允许变动范围，从而编制出中枢点的电压曲线。 在进行电网规划设计时，通常难以事先进行较准确的电压管理方面的预测和计算的。这时可以依据如下原则大体确定一个中枢点电压的允许变动范围。

第六章 电力系统的无功功率和电压调整

1 第六章 电力系统的无功功率和电压调整 6-1 电力系统总无功功率的平衡 一、 无功功率负荷和无功功率损耗 无功负荷：绝大部分是异步电动机 无功损耗：1. 变压器 ；2. 输电线路。 变压器中的无功功率损耗分为两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流0I 的百分值，约为%2~%1；绕组漏抗中损耗，在变压器满载时，基本上等于短路电压k U 的百分值，约为%10。因此，对一台变压器或一级变压器的网络而言，变压器中的无功功率损耗并不大，满载时约为它额定容量的百分之十几。但对多级电压网络，变压器中的无功功率损耗就相当可观。 电力线路上的无功功率损耗也分为两部分，即并联导纳和串联电抗中的无功功率损耗。并联电纳中的这种损耗又称充电功率，与线路电压的平方成正比，呈容性。串联电抗中的损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。因此，线路作为电力系统中的一个元件究竟消耗容性或感性无功功率就不能肯定。但可作一大致估计：当通过线路输送的有功功率大于自然功率（所谓自然功率是指负荷阻抗为波阻抗时该负荷所消耗的功率。）时，线路将消耗感性无功功率；当通过线路输送的有功功率小于自然功率时，线路将消耗容性无功功率。 二、电网中的无功电源 1. 发电机 同步发电机既是有功功率电源，又是最基本的无功功率电源。 2．电容器和调相机 并联电容器只能向系统供应感性无功功率。特点有：电容器所供应的感性无功与其端电压的平方成正比，电容器分组投切，非连续可调。 调相机实质上是只能发出无功功率的发电机。 3．静止补偿器和静止调相机 静止补偿器和静止调相机是分别与电容器和调相机相对应而又同属“灵活交流输电系统”范畴的两种无功功率电源。