2018辽宁国家电网校招考试基础知识点——电力系统中的无功

第一节功率三角形一、概述1、有功和无功的概念电力系统无论是发电厂发出的电能还是消费的电能，其电功率都可分为有功功率和无功功率。

有功功率就是指电能转化为热能或者机械能等形式被人们使用或消耗的能量，有功电能是我们最直接能感受到的电功率；而无功功率比较抽象，它是指用于建立电场能和磁场能相互交换所必须的、并用来在电气设备中建立和维持磁场的那部分电功率。

它不对外作功，而是转变为其他形式的能量，凡是有电磁线圈的电气设备要建立磁场，都要消耗无功功率。

无功功率决不是无用的功率，它的作用很大。

电动机需要建立和维持旋转磁场，使转子转动而带动机械运动的转子磁场就是靠从电源取得无功功率建立的；变压器也同样需要无功功率在变压器的一次线圈建立磁场，进而才能在二次线圈感应出电压。

因此没有无功功率，电动机就不会转动，变压器也不能变压，交流接触器也不会吸合。

无功功率的符号用Q表示，单位为乏（Var）或千乏（kVar）。

发电厂(站）担负着向用户提供安全优质电能的任务，由于电能不能储存，因此发电厂(站）必须按照用户的需求向系统实时送出经济安全优质足量的有功和无功电能，确保总发出电能与总需求电能的平衡。

2、电能质量的两个重要指标电压和频率是衡量电能质量的两个重要指标，有功功率充足与否直接影响是频率的变动，而影响电压质量的直接因素就是无功功率。

电力系统中各种用电设备只有在电压和频率为额定值时才能有安全运行和最好的经济指标。

但是在电力系统的正常运行中，用电负荷和系统运行方式都是经常变化的，也由此引起电压和频率发生变化，不可避免地出现电压和频率偏移。

电力系统运行中，频率的稳定与否取决于有功功率的平衡，电压水平高低取决于无功功率的平衡。

系统中的有功电源和各种无功电源的功率输出必须能满足系统负荷和网络损耗在额定状态下对有功功率和无功功率的需求，否则就会偏离额定值，系统的安全和经济运行指标就不可能实现。

二、功率三角形1、有功功率在交流电路中，凡是消耗在电阻元件上、功率不能可逆转换的那部分功率（如转变为热能、光能或机械能）称为有功功率，简称有功用“P”表示，单位是瓦（W）或千瓦（KW）。

电力系统无功负荷补偿应遵守的原则：最优网损微增率准则，无功电源最优分配原则：等网损微增率准则；有功负荷最优分配准则：耗量微增率原则。

故障分析静止元件（线路、变压器等），正负序阻抗相等，零序不等,；动态元件：正负零序都不等；三相三柱式：正负序相等，零序电抗较小；对于过电流保护，计算保护灵敏系数时，应用最小运行方式下的两相短路；电流互感器的二次绕线能反应各种类型的短路故障的是：三相星形接线；故障切除率为100%两相不完全星形接线只能反应相间短路，不能反映接地短路，切除一条线路的概率是_2/3 ；双侧电源电网中，母线两侧方向过电流保护的方向元件应安装在动作电流小，动作时限短的一侧；短路影响：三相短路＞两相接地短路＞两相短路＞单相接地短路；三相短路短路电流最大一最大运行方式；两相短路短路电流最小一最小运行方式；短路最大危害：破坏电力系统并列运行的稳定性，引起系统震荡，甚至系统崩溃；采用方向阻抗继电器比采用全阻抗继电器灵敏系数提高了1/cos（①S et-①loa）架空地线使得零序电容变大，零序电抗变小 ________对于Yd11接线的双绕组变压器，d形接线侧发生AB两相短路时，Y形接线的线电流都存在短路电流，其中E 相是其他两相的两倍。

（ _________电力系统只要三相电流不对称，一定存在负序分量；正常运行时只有正序分量；接地故障一定存在零序分量；发生不对称故障时，只有正序分量受两侧电动势相角差的影响；中性点不接地系统（小电流系统），单相接地时，接地点电压不变，非故障相电压升高为线电压（V 3倍）；零序电流的方向（容性无功功率方向）是由故障点流向母线，非故障相是由母线流向故障点；中性点接地系统（大电流系统），单相接地时，非故障相电压不变；两项短路，距离故障点越近，负序电压？非有效接地系统中，内部过电压是在线电压基础上发展起来的；有效接地系统中，内部过电压实在相电压基础上发展起来的。

潮流算法比较：计算潮流时，牛顿-拉夫逊法与高斯-赛德尔相比主要优点是收敛性好，计算速度快，占用内存小；缺点是对初值要求高，对于高斯-赛德尔不能求解的病态系统也能可靠收敛；电力系统稳定性：分析简单电力系统的暂态稳定性应用：等面积定则；提高电力系统静态稳定性的方法：1、采取自动调节励磁装置；2、减小元件电抗；3、改善电力系统结构4、采用中间补偿设备。

电力系统中的无功功率集控值班员2016-07-021.1.1 无功功率对有功功率的影响输电线路的主要任务足输送有功功率,而为了实现有功功率的传输和电网无功功率的平衡也需要输送一定量的无功功率。

输送无功功率时需要消耗有功功率。

当有功功率一定时，无功功率越大，则网络中的有功功率损耗就越大。

当电力线路的传输能力一定时，传输无功功率越小，则传输有功功率的能力越大。

1.1.2无功功率对电压的影响(1)无功功率平衡水平对电压水平的影响。

电力系统中无功功率平衡水平对电压水平有较大的影响。

如果发电机有足够的无功功率备用，系统的无功电源比较充足，就能满足较高电压质量下大功功率平衡的需要，系统就有较高质量的运行电压水平。

反之，如果无功功率不足，系统只能在较低质量的电压水平下运行。

另外，电能在电力网中传输时，要损失掉部分有功功率和无功功率。

当无功功率损耗较大时。

将引起系统电压大幅度下降，影响系统运行的稳定性、经济性。

(2)无功功率对电压质量的影响。

电力系统是向用户提供电能的网络，因而电能质量是供电部门生产；经营活动中的一个重要经济技术指标。

电压是电能质量的主要指标之一，电压质量对电力系统稳定运行，降低线路损耗和保证工农业的安全生产有着重要意义。

在保证工农业生产和人民生活个使用的各种用电设备都是按照额定电压米设计制造的。

这些设备在额定电压厂运行时，才能取得最佳的运行状态。

电压超出所规定的范围时，对用电设备将产生不良的后果。

目前大多数国家规定的电压允许变化范围一般为l 5％——10％UN (额定电压)。

电力部门为了确保电力系统正常运行时能够提供优质的电压，确保优质的供电服务，必须确保各输配电线路的母线电压稳定在允许的偏差范围之内。

电力系统正常运行时，应有充足的无功电源。

无功电源的总容量要能满足系统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。

当电力网有能力向负荷供给足够的无功功率时，负荷的电压才能维持在正常的水平上。

无功功率的概念可以无功功率是电力系统中的一种功率，也被称为无功电力或虚功。

与有功功率相对应，无功功率不做任何实际的功，而只是在电网中来回转化电能以支持电网的稳定运行。

在电网中，电力的传输不仅需要有功功率，也需要无功功率。

有功功率是电能在电网中被转化为实际工作的功，例如驱动机械设备、照明、加热等。

而无功功率则是电能的一种浪费，它不对外做实际功，而是在电网中往返流动，导致能量的浪费。

无功功率主要由电容负载和电感负载引起。

无功功率可分为无功容性功率和无功感性功率。

当负载电流超前负载电压时，即电流超前电压，负载被称为感性负载，此时产生的无功功率为无功容性功率。

当负载电流滞后于负载电压时，即电流滞后电压，负载被称为电感性负载，此时产生的无功功率为无功感性功率。

无功功率的单位是以伏安乘以安培乘以无功因数而得到的“伏安乘安培乘无功因数(VAR)"。

无功因数是电能流向电容性负载或电感性负载的比例。

当负载为纯电阻时，无功因数为0，因为不产生无功功率。

当负载为完全感性或完全容性时，无功因数分别为1和-1。

无功因数的绝对值越接近于1，说明负载对电网产生的无功功率较少，因此负载越理想。

在电力系统中，无功功率的存在是必要的。

首先，无功功率的存在可以实现电能的平衡和稳定供给。

电力系统由于各种因素可能引起瞬时的变化，例如并联电容器或电感线圈的连接和断开会造成系统电压和电流发生剧烈变化。

通过调整无功功率的传输和消耗，可以使电网保持平稳运行，防止电压过高或过低。

其次，无功功率的存在也能够提高电网的传输能力。

通过合理配置容性和感性负载，可以调整无功功率的水平，使得电能更高效地传输。

此外，无功功率的管理也有助于提高电网的稳定性和可靠性，防止过载和短路等安全问题的发生。

为了控制和管理无功功率，电力系统中采用了不同的装置和技术。

最常见的是无功功率补偿装置，例如电容器组和STATCOM（静态同步补偿装置）。

电容器组可以通过提供无功容性功率，补偿电感负载的无功功率。

无功功率名词解释
无功功率是电力系统中的一个重要指标，指的是电路中所消耗或产生的无效功率。

与有功功率不同，无功功率并不向负载提供能量，而是用于维持电网的稳定性和运行效率。

在交流电路中，无功功率分为两个方面：感性无功功率和容性无功功率。

感性无功功率是由感性负载产生的，如电感等。

当电路中有感性负载时，由于电感的特性，电流会比电压滞后一个相位，导致电流与电压之间有一定的相位差。

这种相位差导致电流交替方向与电压不一致，从而产生反向能量的流动，造成消耗电能的无效功率。

容性无功功率是由容性负载产生的，如电容等。

当电路中有容性负载时，电流会比电压超前一个相位，同样导致相位差，进而产生反向能量流动。

无功功率的存在是不可避免的，但过多的无功功率会导致电网的能量损耗，降低电力系统的效率。

因此，在电力系统的设计和运行中，需要采取一系列措施来控制和补偿无功功率，以确保电能的有效利用和系统的稳定运行。

一种常见的无功功率补偿方法是使用无功功率补偿装置，如无功功率补偿电容器或电感器。

这些装置可以通过自动调节电路中的电容或电感值，使感性无功功率和容性无功功率相互抵消，从而减少无功功率的消耗。

总而言之，无功功率是电力系统中的一种无效功率，由感性和容性负载产生。

在电力系统设计和运行中，需要采取措施来控制和补偿无功功率，以提高电网的效率和稳定性。

来一起了解无功功率、无功补偿、功率因数最近有朋友向笔者请教无功补偿的一些事情。

那么就在本文中，笔者将与其相关的无功功率、功率因数都简单讲一下吧！一、无功功率我们知道，电网中的许多电力设备多是根据电磁感应原理工作的，他们在能量转换过程中建立交变的磁场，在一个周期内吸收的功率和释放的功率相等。

电源能量在通过纯电感或纯电容电路时并没有能量消耗，仅在负荷与电源之间往复交换、在三相之间流动，由于这种交换功率不对外做功，因此称为无功功率。

从物理概念来解释感性无功功率：由于电感线圈是贮藏磁场能量的元件，当线圈加上交流电压后，电压交变时，相应的磁场能量也随着变化。

电压增大时，电流及磁场能量也就相应加强，此时线圈的磁场能量就将外电源供给的能量以磁场能量形式贮藏起来；当电流减小和磁场能量减弱时，线圈把磁场能量释放并输回到外面的电路中。

交流电感电路不消耗功率，电路中仅是电源能量与磁场能量之间的往复转换。

电感线圈（图片来源：网络）从物理概念来解释容性无功功率：由于电容器是贮藏电场能量的元件，当电容器加上交流电压后，电压交变时，相应的电场能量也随着变化。

电压增大时，电流及电场能量也就相应加强，此时电容器的电场能量就将外电源供给的能量以电场能量形式贮藏起来；当电压减小和电场能量减弱时，电容器把电场能量释放并输回到外面的电路中。

交流电容电路不消耗功率，电路中仅是电源能量与电场能量之间的往复转换。

电容器（图片来源：网络）二、无功分类上文中，我们提到了感性无功和容性无功。

除此之外，还有基波无功和谐波无功。

感性无功：电流矢量滞后于电压矢量90°。

如电动机、变压器、晶闸管变流设备等；容性无功：电流矢量超前于电压矢量90°。

如电容器、电缆输配电线路等；基波无功：与电源频率相等的无功（50HZ）；谐波无功：与电源频率不相等的无功。

三、功率因数实际供用电系统中的电力负荷，并不是纯感性或纯容性的，是既有电感或电容、又有电阻的负载。

电网招聘各科知识点总结一、电力系统及电力传输知识点电力系统是由发电、输电、配电三个环节组成的，而输电是其中最为关键的环节。

因此，应聘者需要具备以下电力系统及电力传输相关的知识点：1.1 电力系统的组成及运行原理1.2 输电线路的类型、结构及敷设技术1.3 输电线路的参数及计算方法1.4 电力传输过程中的损耗及补偿技术1.5 高压输电技术及设备1.6 电力系统的故障检测与处理二、电网调度及运行知识点电网调度是电力系统中的关键环节，它涉及到电力供需的平衡、电网稳定运行等内容。

因此，应聘者需要具备以下电网调度及运行相关的知识点：2.1 电力系统的调度原理及方法2.2 电网的运行管理与调度控制2.3 电力系统的负荷预测与调度优化2.4 电网运行过程中的故障处理及应急措施2.5 电网运行数据的采集、分析及应用三、电力工程技术知识点电力工程技术是电网行业的核心技术领域，它包含了电力设备的选型、设计、施工、运行及维护等内容。

因此，应聘者需要具备以下电力工程技术相关的知识点：3.1 输电线路及变电站的设计与施工3.2 电力设备的选型及维护3.3 高压输电线路及变电站的检修与维护3.4 电力设备的故障诊断及处理3.5 电网工程项目的管理与实施四、电网安全与环保知识点电网安全与环保是电网行业的重要组成部分，它涉及到人员、设备及环境的安全。

因此，应聘者需要具备以下电网安全与环保相关的知识点：4.1 电网安全管理制度及法规4.2 电力设备的安全使用及维护4.3 电力设备的环保技术及措施4.4 电网运行过程中的安全事故及应急处理4.5 电网环保治理及改善措施五、电力经济与管理知识点电力经济与管理是电网行业的重要辅助领域，它涉及到电力市场、能源管理、成本控制等内容。

因此，应聘者需要具备以下电力经济与管理相关的知识点：5.1 电力市场的运行机制及规则5.2 电力负荷与需求的预测与管理5.3 电网运行成本的控制与降低5.4 电力设备的投资与回报分析5.5 电力企业的组织管理与市场营销通过以上对电网行业所需各科知识点的总结，我们可以看出，电网行业所需的人才应该具备扎实的电力系统及电力传输知识，熟练的电网调度及运行技能，丰富的电力工程技术经验，良好的电网安全与环保意识，以及较强的电力经济与管理能力。