电力系统无功功率与电压调整研究

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1、电力系统无功功率与电压调整研究李勇芳（国网重庆市电力公司綦南供电分公司401420）摘要：对于电网而言，电压的稳定直接关系到输电质量和电力服务质量，同时也关系到电力系统的安全以及电力设施的使用寿命，因此有必要高度重视电网的电压与无功功率，并加强此方面的研究。木课题首先探讨了电压与无功功率的研究意义和现实作用，接着分析了电力系统无功功率的电源，主要包括同步发电机、静电电容器、同步调相机及同步电动机、静止无功功率补偿器四类，最后分析了电力系统的电压稳定措施，主要包括调整发电机、调整变压器、无功功率补偿设备调整、串联电容器

2、调整四个方法。关键词：电网电压；无功功率；作用；原则；措施引言当前我国中小电站在偏远地区的分布较为零散，主要表现为中小电网的电力服务质量过低，电力传输不够稳定，并且许多中小电站的发电系统不够完善，缺乏继电保护和二次保护装置，系统的安全系数低，这就导致国内的中小电网在供电时季节性波动较大，用电高峰时电压严重不稳，用电低谷时又导致电力严重浪费，严重时因过载而烧毁电力设施，因此有必要对电网的电压和无功功率控制进行研究，以稳定中小电网的电压，并降低电网的额外损耗。1电压与无功功率的重要作用电力系统稳定性直接关系到输电质量和电

3、力用户的用电体验，也直接关系到工业生产和居民生活质量，尤其是当前电力设施广泛的应用于社会各个环节，电力系统的稳定更是直接关系到区域经济与社会的安定与发展。电力系统稳定的最关键因素就是电压的质量，电力传输过程中必然会出现电能损耗和电压下降，则电压的稳定需要通过调节来实现，调解过程中乂需要减少电能损耗，因此无功功率电源的引入是稳定电压的最佳调整方式。无功功率电源的运转不会额外的降低电压，同吋还避免了调整电压过程中干扰功率稳定。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

4、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条件。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无功功率电源在电力系统的稳定中起到了重要作用，主

5、要是通过提升电压质量和不增加系统功率的方式来实现系统平衡与稳定，冋吋还能够降低输电网络的有功损耗、虽然无功损耗的产生并不会带来额外的电压降损失，但是无功功率在传输过程中会将低电压和损耗功率，因此需要将无功功率电源合理的分配在各输电线路之间，从而最大限度的降低无功功率传输过程中带来的电压损耗问题，所以可以认为无功功率电源的合理配置能够提升电力系统的电压质量。2电力系统的无功功率电源2.1同步发电机作为国内电力系统常用的主流电源，同步发电机既是冇功功率电源，又是无功功率的基础电源，只奋在其额定参数的条件下进行运转，该电源

6、才能获得最大效率的使用，比如额定的电压、电流和功率等，为了保持整个电力系统的电压平衡，减少有功电力设施，可以在存在备用电源的前提下，削减部分同步发电机的功率因素，从而降低有功功率，增加无功功率，提升电力系统稳定性。2.2静电电容器静电电容器从电力系统吸收容性的无功功率，也就是说可以向电力系统提供感性的无功功率，因此可视为无功功率电源。电容器的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，并且可以分相补偿，随时投入、切除部分或全部电容器组，运行灵活。电容器的有功损耗小投资也节省。2.3同步调相机同步调相机实际上是空载运行的

7、同步电动机，过励磁运行吋向系统发出无功，欠励磁运行时吸收系统无功。额定容量定义为过励磁运行吋的额定无功功率，而欠励磁容量通常为过励磁容量的50%。2.4静止无功功率补偿器静止无功功率补偿器是一种发展很快的无功功率补偿装置。该补偿器的优势在于能够动态的维护电压稳定，由于功率的变化会导致电压与电流乘积值的变化，因此补偿器通过吸收电流的方式来确保电流与功率同步变化，从而避免了电压因功率的变化发生波动。这种方法能够使得剧烈的功率波动变成平滑的电流变化，从而极大的抑制了电压的波动范围和强度。3电力系统电压控制的方式无功功率电源

8、是实现系统无功功率平衡和电压稳定的关键所在，无功功率电源既可以不影响功率稳定，又可以提升系统电压的质量，电压质量的控制则主要通过调压来实现，电力系统的调压主要有以下方式：3.1通过发电机控制调压控制发电机的励磁电流，可以改变发电机的端电压。发电机允许在端电压偏移额定值不超过±5%的范围内运行。对于由发电机直接供电的小系统，供电线路