无功与调压关系

电力系统无功功率平衡与电压调整由于电力系统中节点很多，网络结构复杂，负荷分布不均匀，各节点的负荷变动时，会引起各节点电压的波动。

要使各节点电压维持在额定值是不可能的。

所以，电力系统调压的任务，就是在满足各负荷正常需求的条件下，使各节点的电压偏移在允许范围之内。

由综合负荷的无功功率一电压静态特性分析可知，负荷的无功功率是随电压的降低而减少的，要想保持负荷端电压水平，就得向负荷供应所需要的无功功率。

所以，电力系统的无功功率必须保持平衡，即无功功率电源发出的无功功率要与无功功率负荷和无功功率损耗平衡。

这是维持电力系统电压水平的必要条件。

一、无功功率负荷和无功功率损耗1．无功功率负荷无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备(主要是异步电动机)所吸收的无功功率。

一般综合负荷的功率因数为0.6～O.9，其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合。

2．电力系统中的无功损耗(1)变压器的无功损耗。

变压器的无功损耗包括两部分。

一部分为励磁损耗，这种无功损耗占额定容量的百分数，基本上等于空载电流百分数0I ％，约为1％～2％。

因此励磁损耗为0/100Ty TN Q I S V (Mvar)(5-1-1)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 TNU 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。

电力系统调压原理
电力系统调压的原理主要基于无功功率的平衡。

电力系统的电压水平取决于无功功率的平衡情况。

无功功率的输出应该满足在额定电压下测量的系统负荷和网络损耗的无功功率需求，否则会产生电压偏差。

为了确保运行可靠性和适应增长的无功功率，电力系统需要预留一定的无功容量作为备用。

当系统无功功率充足时，系统可以运行在更高水平的电压。

然而，当系统无功功率不足时，运行电压水平较低，这时需要装设补偿无功功率的设备。

由于电力系统供电区域范围非常广阔，无功功率不适宜长距离输送，所以负载所需的无功功率应该尽可能地分层分区的平衡。

根据无功功率的平衡原理，对电压调整可以从无功功率补偿和降低网损两个方面入手。

具体的调压方式包括分散调整和集中调整，如高峰负荷时升高中枢点电压、低谷负荷时降低中枢点电压的电压调节方式等。

以上信息仅供参考，如需获取更多详细信息，建议咨询电力工程师或查阅相关书籍文献。

电力系统无功功率平衡与电压调整由于电力系统中节点很多，网络结构复杂,负荷分布不均匀，各节点的负荷变动时，会引起各节点电压的波动。

要使各节点电压维持在额定值是不可能的。

所以，电力系统调压的任务，就是在满足各负荷正常需求的条件下，使各节点的电压偏移在允许范围之内.由综合负荷的无功功率一电压静态特性分析可知，负荷的无功功率是随电压的降低而减少的，要想保持负荷端电压水平,就得向负荷供应所需要的无功功率。

所以，电力系统的无功功率必须保持平衡,即无功功率电源发出的无功功率要与无功功率负荷和无功功率损耗平衡。

这是维持电力系统电压水平的必要条件。

一、无功功率负荷和无功功率损耗1．无功功率负荷无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备(主要是异步电动机)所吸收的无功功率。

一般综合负荷的功率因数为0.6～O.9，其中，较大的数值对应于采用大容量同步电动机的场合.2．电力系统中的无功损耗(1)变压器的无功损耗。

变压器的无功损耗包括两部分.一部分为励磁损耗，这种无功损耗占额定容量的百分数,基本上等于空载电流百分数0I ％，约为1%～2%。

因此励磁损耗为0/100Ty TN Q I S = （Mvar) （5-1-1） 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 TNU S S Q S = （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。

电力系统的无功功率和电压调整前言在今天的社会中，电力系统已经成为了我们日常生活中不可或缺的一部分，而电力系统中的无功功率和电压调整则是其最重要的组成部分之一。

无功功率和电压调整可以保证电力系统的正常运行和稳定性，从而保障了人们生活的安全和稳定。

本文将会针对电力系统的无功功率和电压调整进行介绍和分析。

无功功率定义无功功率是指在交流电中由于电容、电感电流的相位与电压不同而引起的电流，它不能转化为机械功或电能的功率。

虽然无功功率不能直接输出，但是在电力系统中同样是非常重要的，因为它能够影响到电力系统的正常稳定运行。

无功功率的作用在电力系统中，无功功率具有很重要的作用。

第一，无功功率能够平衡电力系统中的有功功率，从而保证电力系统的电压和频率的稳定性。

当有功功率的需求增加时，无功功率就会自动地增加以保持电力系统的稳态；而当有功功率的需求减少时，无功功率也会自动地减少。

第二，无功功率还可以改善电力系统的功率因数。

正常情况下，电力系统的功率因数应该在0.8至1之间，但有些设备如电容器和电感器等会使功率因数发生变化。

而通过对无功功率的调整，我们就可以将功率因数调整到正常范围内，从而保证电力系统的正常运行。

无功功率的调整方法一般来说，无功功率的调整主要有以下几种方法：•静态无功发生器。

静态无功发生器是通过静态电子管将直流电分解成交流电来产生无功功率的。

它具有无机械运动、静音、响应快等优点，因此得到了广泛应用。

•动态无功补偿设备。

动态无功补偿设备可以根据负载状况自动调整无功功率，从而保持电网的稳定性。

这种设备具有响应时间快、可控性强等优点，在大型电力系统中尤为重要。

•磁流控制器。

磁流控制器是利用变压器的饱和磁路特性，通过控制原边电流和二次电流的相位差，调节负载电流，从而达到调整无功功率的目的。

电压调整定义电压调整是指对电力系统电压的控制和调节。

在电力系统中，电压的稳定性对于保证电网正常运行是非常重要的。

如果电压过高或者过低，都会对电力系统的正常运行产生不利的影响。

第五章电力系统无功功率与电压调整①电力系统电压调整概述②电力系统无功功率平衡③电力系统中枢节点电压管理④电力系统电压调整措施⑤电压调整与频率调整的关系一、电力系统电压调整概述1、电压调整的必要性电力系统运行中各种电气设备和用电设备都是按照其额定电压设置制造的只有在额定电压下运行才能取得最佳的运行效果，并保证其使用寿命。

因此，电压是电力系统正常运行的重要性能指标之一，通过电压调整，使得电力系统各节点电压保持在允许的范围是电力系统运行的基本任务。

电压偏移过大给电力系统本身以及用电设备带来不良的影响：（1）工作效率下降，寿命降低；（2）电压过低引起工业产品出现次品；（3）电压过低引起电机发热；（4）电压过低引起电压和功率损耗增加；（5）电压过高引起设备绝缘受损、缩短设备使用寿命（6）可能引起系统电压崩溃。

一、电力系统电压调整概述虽然我们期望电力系统中各节点的电压保持在额定值，但是在实际电力系统运行中是无法做到的。

2、电力系统允许的电压偏移为什么呢？（1）设备及线路压降（2）负荷随机波动（3）系统运行方式改变由此可见，严格保证所有电气设备和用电设备在任何时刻的电压都为额定值几乎是不可能的。

因此，大多数设备都允许有一定的电压偏移。

电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例如:35kV 及以上供电电压正负偏移±5%;10kV及以下在±7%以内。

（不同的电压等级，不同的用户类型，允许的电压偏移范围也不一样）二、电力系统无功功率平衡1、无功功率负载和无功损耗电压是衡量电能质量的重要指标。

电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。

系统中各种无功电源的无功出力应能满足系统负荷和网络损耗在额定电压下对无功功率的需求，否则电压就会偏离额定值。

•异步电动机电压下降,转差增大,定子电流增大。

在额定电压附近，电动机的无功功率随电压升降而增减；而当电压明显低于额定值时，无功功率主要由漏抗无功损耗决定，随着电压下降反而上升。

浅谈电网的无功补偿与电压调整电网是指由输电线路、变电设备和配电设备等组成的供电系统，其主要功能是将发电厂产生的电能传输到用户所在地。

电网的稳定运行对于保障电力系统的安全、可靠、经济运行具有重要意义。

而无功补偿和电压调整则是电网中一个重要的问题，它们对于电网的稳定运行起着至关重要的作用。

一、电网无功补偿的作用在电网中，无功功率是指交流电路中发生的能量的来回转移，并不执行有用功。

它是一种虚拟功率，对电网的稳定性和效率产生重要影响。

为了保证电网的稳定运行，需要对无功功率进行补偿，以提高电网的功率因数。

无功功率的产生主要有两种情况：一是由于电感负载产生的感性无功功率，二是由于电容补偿设备的损耗产生的容性无功功率。

感性负载导致电压的下降和线路的过热，降低了电网的输电效率；而容性负载会使电网电压升高，在负载端压降过大，影响电网的电压稳定性。

通过增加或减少无功功率的产生，可以有效地提高电网的稳定性和效率，减小输电损耗。

为了进行无功功率的补偿，通常采用无功功率补偿装置，如静态无功补偿装置（如无功电容器、无功电感器）、静止无功发生器（STATCOM）等。

这些装置能够快速调整电网的无功功率，提高电网的功率因数，减小电网运行中的不稳定因素。

从而保证电网的正常运行，提高电网的运行效率和经济性。

二、电网电压调整的重要性在电网运行中，电压的稳定性是保障电网正常运行的重要指标之一。

电网的电压稳定性受多种因素影响，如负荷变化、发电量变化、故障短路等。

为了保持电网的电压稳定，需要对电网进行电压调整。

电压调整主要是通过调节电压的大小和波形来保持电网的电压稳定。

电网中，通常采用自动电压调整装置和无功功率控制装置来进行电压调整。

自动电压调整装置通过控制变压器的绕组变化，使其变比按需调整，来调节电压的大小；而无功功率控制装置则通过控制无功功率的产生，来调节电网的电压。

这些装置可以根据电网的负载变化和故障情况，快速地进行电压调节，以保证电网的电压稳定性。

并联运行发电机组的调压及无功功率分配湖北省水利厅王作宪发电厂母线电压的调节和机组间无功功率的分配是密切相关的，这种调节和分配通常是由发电机的自动励磁调节器来实现的。

之间的关系U＝在稳定运行情况下，发电机端电压U与该电机无功电流IQf(I)称为发电机的调节特性。

它可以近似用一条直线代表，如图一所示。

Q图一发电机的调差特性为了定量地表示调节特性，采用了调差系数的概念，发电机空载电压与满载电压之差对额定电压之比称作调差系数K。

上式中符号“一”表示无功负载增加电压下降时的调差系数为正，反之为负。

如果K≠0，称作有差特性；K＝0称作无差特性。

当发电厂中几台发电机并联运行时，母线电压水平和无功功率在机组间的分配决定于各台机组的自动励磁装置的特性，即决定于各台发电机的电压调节特性。

一、几台具有无差特性调压器的机组不能并联运行假定有两台具有无差特性调压器的发电机并联在母线上，如图二所示。

U1表示第一台发电机调压器的电压整定位，UII表示第二台发电机的电压整定位，设UII ＞UIO图二两台具有无差调节特性的机组并联于母线现在假定母线上的电压低于U1和UII，这时两台机的调压器要增加自己发电机的励磁电流，母线电压便开始上升。

当电压升到U1时，第一台发电机的调压器就不再增加励磁了，但第二台机的调压器还继续增加励磁电流，因为母线电压决定于这两台机的励磁，它将由于第二台机调压器的作用而继续上升。

当母线电压数值在U1与U11之间时，第一台机的调压器就开始减少励磁电流，而第二台机的调压器仍继续增加励磁电流。

最后，第一台调压器使第一台机的励磁电流达到最低值，而第二台机则把母线电压提高到UII，这时，第二台机将负担发电厂全部无功负荷，而第一台机不但卸去了它原来的无功负荷，而且可能吸取无功功率。

显然，这种方式是完全不能采用的。

现在假定整定一下调压器的整定元件，使图二中的两条电压调节特性曲线重合，这时母线电压等于两个调压器的共同整定值，但无功功率将在这两台发电机之间任意分配。

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（”）= P GN tg （；）式中：S N、P GN、Q GN、门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。

v P+jQ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 = Vlocs（G） = EVs in、当P为一定值时，得:Q =（EV）"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V 2Q cX C（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。

（三八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。