电网的无功补偿与电压调整
供用电系统教案——供配电系统的无功补偿和电压调整
第五章 供配电系统的无功补偿和电压调整5-1 供配电系统的电压偏移与无功平衡一、 电压偏移影响1.电力系统的负荷：电动机、照明设备、电热器具、家用电器、冲击性负荷（电弧炉、轧钢机等）2.所有的用电设备都是以额定电压为条件制造的，最理想的工作电压是额定电压。
3.电压偏移的影响：<1> 对用电设备的影响a ． 异步电动机（电力系统负荷中占较大比重，如起重机、磨煤机、碎石机）转矩与端电压平方成正比。
① 端电压降低太多，使带额定负荷的电动机可能停止，重载电机可能无法起动。
且带负载的电动机电流增大，使绕组温升，加速绝缘老化。
② 电压过高，对绝缘不利。
b ． 白炽灯端电压低于额定电压，会使发光效率和光通量下降。
端电压高于额定电压5％，则寿命会减少一半，但发光效率会提高。
c ． 电热器具 （阻抗值不随电压变化的负荷）电压变化会影响其出力；d ． 精密仪器加工业如电子元件加工业，电压大幅波动会产生大量不合格产品。
综上所述，电压偏移越小越好。
但由于电力系统节点多，结构复杂，负荷分布不均又经常变动，故保证所有节点电压都是额定电压是不可能的。
<2> 对电力系统本身电压降低，使网络中功率损耗和电能损耗加大，可能危及电力系统稳定性；电压过高，电气设备绝缘易受损。
二、电压偏移标准正常情况下：35Kv 及以上 %5± ;10Kv 及以下 %7± ;低压照明 +5％，－10％ ;低压照明与动力混合使用 +5％，－7％事故情况下：电压偏移允许值比正常值多5%，但电压的正偏移不大于10％。
三、 负荷的电压静态特性 static voltage characteristic of load—系统频率一定时，负荷功率随电压变化的关系。
<一> 有功负荷的电压静态特性static voltage characteristic of active load取决于负荷性质及各类负荷所占的比重。
电力系统无功功率和电压调整
3
二、无功补偿与调压配置技术要求
• 500千伏电网应分散、优化配置高压、低压并联电抗器， 千伏电网应分散、优化配置高压、低压并联电抗器， 千伏电网应分散 原则上要求高、低压并联电抗器总容量与500千伏线路 原则上要求高、低压并联电抗器总容量与 千伏线路 充电功率基本补偿。接入500千伏系统电厂升压站可考 充电功率基本补偿。接入 千伏系统电厂升压站可考 虑装设一定容量、通过开关投退的高压电抗器。 虑装设一定容量、通过开关投退的高压电抗器。500 千伏降压变容性无功补偿容量应按主变容量10%— 千伏降压变容性无功补偿容量应按主变容量 25%配置或经计算分析确定。 配置或经计算分析确定。 配置或经计算分析确定 • 220 千伏变电站无功补偿容量一般按 220 千伏主变容 配置， 千伏主变最大负荷时， 量 10%—25%配置，并满足 配置 并满足220千伏主变最大负荷时， 千伏主变最大负荷时 其高压侧功率因素不低于0.95。当220千伏变电站 千伏变电站110 其高压侧功率因素不低于 。 千伏变电站 千伏及以下出线以电缆为主或较大容量地区电源接入 该变电站110千伏系统时，容性无功补偿容量可按下限 千伏系统时， 该变电站 千伏系统时 配置。一般情况下无功补偿装置的单组容量， 配置。一般情况下无功补偿装置的单组容量，接入 35 千伏电压等级不宜大于12Mvar，接于 千伏电压等级 千伏电压等级不宜大于 ，接于10千伏电压等级 不宜大于8Mvar。 不宜大于 。
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三、电压的监视与调整
• 各地区加强各地关口无功电压的调度管理及网 供力率的考核， 供力率的考核，协助用电管理部门对用户电容 器的运行管理，充分调用地区电源机组的无功 器的运行管理， 调节能力， 调节能力，加强对调度管辖内电厂的无功电压 运行管理及考核。 运行管理及考核。地区无功电压调整应遵循如 下原则： 下原则： 1、正常情况下地区网供力率应满足省调下达的 、 网供力率考核指标，同时按逆调压原则调节， 网供力率考核指标，同时按逆调压原则调节， 即地区网供力率高峰时段调高、低谷时段调低 即地区网供力率高峰时段调高、 运行。当地区电压考核点电压越限时， 运行。当地区电压考核点电压越限时，应就地 采取控制措施。 采取控制措施。 2、地区电网无功电压的调整应与220千伏电压协 、地区电网无功电压的调整应与 千伏电压协 8 调控制。 调控制。
第六章电力系统的无功功率和电压调整
统电压为UN，但电源提供
的无功功率下降为ΣQGC
时 . 无功也能平衡，但电 压要下降。 ■ 调节变压器分接头可以改 善局部电压，但电源提供 的无功不足时，电压不能 全面改善，而且有可能发 生电压崩溃的危险。
第二节电力系统中无功功率的 最优分布
一、负荷功率因数的提高
■ 异步电动机的无功功率：
二、无功功率的平衡
■ 负荷无功功率的静态电压特性
jXΣ
Q
无
功
负
1’
荷
1
U
二、无功功率的平衡
■ 发电机的静态电压特性
■ 近似二次曲线，E ↑ , 曲 线 ↑
Ф
δ
Ф
U
Q 2’
2 E
U
二、无功功率的平衡
Q
2’ 2
1’ 1
U
二、无功功率的平衡
■ 图中所示的无功电源静态 电压特性和无功负荷静态 电压特性，当电源提供的
■ 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。前者出现在70年代初，是 这一“家族”的最早成员，日前已为人们所 熟 知；后者则尚待扩大试运行的规模。静止补 偿 器的全称为静止无功功率补偿器(svc)。
■ 并联电抗器
■ 就感性无功功率而言，并联电抗器显然不是电 源而是负荷，但在某些电力系统中的确装有这 种设施，用以吸取轻载或空载线路过剩的感性 无功功率。而对高压远距离输电线路而言，它 还有提高输送能力，降低过电压等作用。
■ 最优网损微增率准则
■ 无疑，系统的无功资源越丰富，就可能节约越多 的网损，但也可能会使电网的建设投资增大。
■ 在进行电网规划时，希望以较小的投资，节约 较多的网损，所以无功规划的目标函数不能只 考虑网损，也不能只考虑投资，需要考虑将来 一个时间段内电网的综合效益最好。
电力系统的无功补偿和电压调整的解决方案
电力系统的无功补偿和电压调整的解决方案1．引言电力系统中，电能质量是评价电力系统运行性能优劣的重要指标，而电压又是衡量电能质量的一个重要指标，因此，电压的稳定性对电力系统运行性能来说显得尤为重要。
电压稳定与否主要取决于系统中无功功率的平衡，如果用电负荷的无功需求波动较大，而电网的无功功率来源及其分布不能及时调控，就会导致线路电压超出允许极限；另外，对于负荷一侧，电力系统多由输配电线、变压器、发电机等构成，其内阻抗主要呈感性，使得负载无功功率的变化对电网电压的稳定性带来极为不利的影响。
无功功率补偿是涉及电力电子技术、电力系统、电气自动化技术、理论电工等领域的重大课题。
由于电力电子技术装置的应用日益普及生产、生活各个领域，无功补偿问题引起人们越来越多的关注。
据有关科学统计，如果全国都通过优化配置计算来安装无功补偿装置，在总投资不变的条件下，估计每年可以节省电量大约3亿千瓦时。
因此，电力系统的无功补偿和电压调整是保证电网安全、优质、经济运行的重要措施。
目前，由于电力电子技术的飞速进步，无功功率补偿方面也取得了突破性的进展。
2．连续无功补偿装置发展历史、现状和发展前景工程上应用的无功补偿器主要包括旋转无功补偿器和静止无功补偿器，其具体分类见图1。
电力系统的无功补偿和电压调整的解决方案2.1 连续无功补偿装置的发展历史旋转无功补偿器以同步调相机为代表，同步调相机实际上就是在过励或欠励状态下运行的同步电机，它既能发出容性无功，也能发出感性无功，因而同步调相机能对变化的无功功率进行动态补偿。
由于其存在诸多缺点（见表1），70年代以来逐渐被静止无功补偿器取代。
静止无功补偿技术经历了图1所示的3代发展：第Ⅰ代属于慢速无功补偿装置，在电力系统中应用较早，目前也仍在应用；第Ⅱ代属无源、快速动态无功补偿装置，出现于 20 世纪 70 年代，国外应用普遍，我国目前有一定应用，主要用于配电系统中，输电网中应用很少，SVC 可以看成是电纳值能调节的无功元件，它依靠电力电子器件开关来实现无功调节。
浅析电力系统中电容器无功补偿与电压调整的问题及处理措施
水电工程Һ㊀浅析电力系统中电容器无功补偿与电压调整的问题及处理措施丁向利摘㊀要：就目前我国电力系统而言，电压是我国衡量电力系统质量的重要指标和参数，电力系统当中的设备，在进行设计制造时，均是按照国家标准的额定电压进行设计的，从而保证设备电压和额定电压的偏移值在可控范围内㊂文章针对电力系统中电容器无功补偿与电压调整的问题及处理措施展开探究，并提出一些参考建议，为电力系统行业的发展提供一些技术和理论的支持㊂关键词：电力系统；电容器；无功补偿；电压调整一㊁引言在电力系统的正常运行过程中，电压损耗是十分常见，也是无法避免的问题，存在电压损耗的主要因素，还是由于电力系统当中无功功率在电压当中出现压降，而有功功率在电阻当中存在压降现象㊂通常来说，我国电力系统当中的电阻值通常要比电压数值低很多，也就导致无功功率对于电压损耗的影响较大，而有功功率所产生的电压损耗相对较小㊂在进行电压调整过程中，系统中会存在数量极多的母线或节点，主要是由于本身电压值均不相同，所以电力系统的电压和无功功率以及系统本身有着直接且紧密的联系，如果无功功率的损耗远高于有功功率的损耗，需要对无功功率的电源设置位置进行调整，并安排无功功率补偿措施㊂二㊁无功功率平衡探讨（一）无功平衡关系探究想要达到无功平衡的目的，这需要电力系统无功电源所形成的，电话系统网络无功损耗和对应的无功负荷保持平衡，而无功平衡存在也会产出无功功率的损耗㊂（二）电力系统无功电源对于电力系统中存在的无功电源，不仅包含了同步电机的，还涵盖了静电状态下的无功补偿器㊁电容器和无功发生器等设备㊂上述设备均属于无功电源的一部分，在电力系统当中起着无功补偿的重要作用㊂（三）电力系统当中的无功负荷电力系统在进行无功负荷时，所涉及的设备主要是异步电动机，该电动机具有功率因数较小的优点，同时，在我国电力系统网络负荷工作中，发挥着比重较大的作用㊂三㊁电容器无功补偿措施（一）低压个别补偿这种补偿措施，具体内容是根据每个通电设备的无功需求量进行补偿的，把多台或某一台设备电容器分开，并和用电设备并联，长安形成一套断路器，再通过保护装置㊁控制和电机同时投切活动㊂这种方法的优点，它可以满足设备正常运行时，就可以进行无功补偿的投入，而设备停止工作时，补偿设备也会自动停止并退出，可以有效解决无功倒送的问题㊂同时，还具有占地面积小㊁安装方便㊁配置更换方便㊁投资资金较低㊁维护简单㊁事故率低的优点㊂（二）低压集中补偿这种补偿措施，主要是通过将低压电容和对应的开关与配电变压器进行连接，连接方向和低压母线相同，然后通过无功补偿投切装置，来对这一系统进行控制和保护，在运行过程中，可以依照低压母线无功负荷来进行控制，还能针对电容器开展投切处理㊂这种投切的方式是针对整组设备进行的，整体共同工作和停止，无法针对某一设备进行针对性的工作㊂这种方式的优点在于运行维护工作量小㊁接线简单㊁无功就地处理平衡，能够显著提高配电变压器的利用效率，降低电网在工作过程中所形成的损失，同时，也具有较高的经济价值，是我国当前采取的最常规的无功补偿手段㊂（三）高压集中补偿这种方式是通过并联电容器组，从而直接对变电所６ １０ｋＶ高压母线进行作用，从而达到无功补偿㊂这种方式通常应用于变电站㊁用户离变电站较远㊁地理位置偏僻，在供电线路的末端部位的时候进行应用㊂与此同时，如果使用者本身有一部分高压负荷时，这种方法可以有效降低电力系统自身形成的无功损耗，一定程度上还能起到补偿作用㊂这种方法的优点就在于可以根据复核进行自动投切活动，有较高的补偿效益㊂四㊁电力系统电压调整电压和电力的质量息息相关，也直接反映着电力系统分布状态和无功功率，通过对电力系统的电压进行调整，可以有效保证电力系统的安全稳定运行，并保障电压质量，具体方式可以通过以下几种方式进行调整㊂电压的调整方式有横调压㊁逆调压㊁顺调压这三种，横调压更适合电负荷浮动小的企业，如三班倒类企业；你一条也可以用，用于电网负荷高的阶段电压上线和下线的运行；顺调压是通过对电力系统在电压额定范围内进行调整，从而降低高峰时段的电压值㊂电压调整具体可以通过，对发动机电压进行调压㊁调整变压器的变化㊁对补偿设备进行调压和适当加大导线的横截面积，通过这几种方法也可以有效对电力系统的电压进行调整，保障电力系统安全稳定运行㊂五㊁结语对于电力系统，电容器无功补偿和电压调整措施，可以有效提高电力系统电力输送的质量，保证电压的稳定性，更显著降低了我国在电力资源损耗当中所浪费的成本，极大程度地提高了社会的经济效益㊂参考文献：［１］刘阳．基于电力系统电容器无功补偿与电压调整问题的探讨［Ｊ］．现代国企研究，２０１８（４）：１２２．［２］李艳芸．煤矿电力系统电压无功补偿自动调节探究［Ｊ］．自动化应用，２０１９（２）：９９－１００，１０５．［３］王振河，陈天，咸日常，等．电力电容器常见故障分析及预防措施［Ｊ］．电力电容器与无功补偿，２０２０，ｖ．４１；Ｎｏ．１８８（２）：４８－５２．［４］康童．新颖元启发式智能优化算法及其在电力系统中的应用研究［Ｄ］．长沙：湖南大学，２０１９．作者简介：丁向利，国网河北省电力有限公司邢台供电分公司㊂５７１。
电力系统无功功率平衡和电压调整
无功补偿装置的应用场景和效果
高峰负荷时段
提高电压稳定性，减少电压波动和闪变现象。
电网故障时
快速响应无功功率变化，维持系统电压稳定。
风电、光伏等新能源接入
平滑新能源发电的功率输出波动，提高并网性能。
工业园区和大型建筑物
降低能耗，提高供电质量。
电力系统无功功率平衡和电 压调整
目 录
• 电力系统无功功率平衡 • 电压调整的原理和方法 • 电力系统无功补偿装置 • 电力系统无功管理和优化 • 电力系统电压稳定性和控制 • 电力系统无功功率平衡和电压调整的未来发展
01
电力系统无功功率平衡
无功功率的产生和影响
无功功率的产生
在电力系统中，电动机、变压器等感 性负载需要消耗无功功率来建立磁场 ，以实现能量的转换和传输。
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THANKS
06
电力系统无功功率平衡和 电压调整的未来发展
新能源并网对无功功率平衡和电压调整的影响
01
新能源并网将增加电力系统的复杂性和不确定性，对无功功率 平衡和电压调整带来挑战。
02
新能源并网将促进无功功率平衡和电压调整技术的发展，推动
电力系统向更加智能化、高效化的方向发展。
新能源并网将促进电力系统的优化配置，提高电力系统的可靠
电压波动可能导致电力设备过载或欠载，影响 其正常运行和寿命。
对用户设备的影响
电压波动可能导致用户设备工作异常，影响生 产和生活。
对系统稳定性的影响
电压波动可能导致电力系统不稳定，甚至引发系统崩溃。
电压调整的原理
根据电力系统的无功功率平衡原理， 电压水平取决于无功功率的分布和平 衡情况。
浅谈电网的无功补偿与电压调整
浅谈电网的无功补偿与电压调整电网的无功补偿与电压调整在电力系统中起着非常重要的作用。
无功功率是指在交流电路中，既不做功也不产生热量的电能。
它是一种必须存在于交流电路中的功率，它的存在使得交流电路的电压和电流存在相位差。
而无功功率补偿则是通过无功功率补偿装置对电网中的无功功率进行调整，以维持电网的稳定运行。
对于电能系统来说，为了使系统能够正常稳定运行，需要保持电网中的功率平衡，即有功功率和无功功率的平衡。
而无功功率的产生和补偿在电网中具有重要的地位。
无功功率主要是由感性负载和容性负载所引起的，感性负载使得电网中存在导致电压下降的无功功率，而容性负载则使得电网中存在导致电压升高的无功功率。
对于电网来说需要通过无功功率补偿来对电网中的无功功率进行控制，以保持电网的电压稳定和功率平衡。
无功功率在电力系统中的作用非常重要，它直接关系到电力系统的供电质量和稳定性。
在电力系统中，无功功率补偿主要有两种方式，即静态无功功率补偿和动态无功功率补偿。
静态无功功率补偿是通过静止补偿设备（如无功功率补偿电容器、电感器等）来对电网中的无功功率进行补偿，从而改善电网的功率因数和电压质量。
而动态无功功率补偿则是通过动态稳态补偿设备（如静止无功功率补偿装置、电力电子器件等）来对电网中的无功功率进行动态调节，从而对电网中的无功功率进行精确调节，以保持电网的稳定运行。
对于电力系统来说，电压的稳定性是电力系统正常运行的关键指标之一。
当电网中出现大的无功功率波动或负载变化时，往往会导致电网中的电压下降或者电压上升，从而引起电网中的电压质量下降，甚至导致电力系统的不稳定运行。
由于大部分电力负载是动态变化的，在电力系统中不可避免地会出现无功功率的变化，因此需要通过无功功率补偿来对电网中的无功功率进行调节，以保持电网中的电压稳定。
电网的无功补偿与电压调整在电力系统中具有非常重要的作用。
通过对电网中的无功功率进行补偿，可以有效地提高电网的电压稳定性和功率平衡，保障电力系统的正常运行。
浅谈电网的无功补偿与电压调整
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。
电网无功补偿和电压调节详解
无功对于电网系统设计来说，肯定是非常非常重要的了，这块其实内容很多，就做一个简单的梳理总结，有一些工程实践中的认识，希望可以互相印证。
无功对应电压，有功对应频率，应该是一个比较普遍大概的认识，当然没错。
所以无功补偿和电压调节是密不可分的，也是调度考核的重要指标。
一、无功补偿概述和原则无功功率比较抽象，它是用于电路内电场与磁场的交换，并用来在电气设备中建立和维持磁场的电功率。
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，就要消耗无功功率。
比如40瓦的日光灯，除需40多瓦有功功率(镇流器也需消耗一部分有功功率)来发光外，还需80乏左右的无功功率供镇流器的线圈建立交变磁场用。
由于它不对外做功，才被称之为“无功”。
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，首先是一些重要原则当然很多是国网的原则，虽说要摆脱国网思路束缚，但是有些好东西还是要保留。
分层分区补偿原则：有鉴于经较大阻抗传输无功功率所产生的很大无功功率损耗和相应的有功功率损耗，电网无功功率的补偿安排宜实行分层分区和就地平衡的原则。
所谓的分层安排，是指作为主要有功功率大容量传输即220--500 kV电网，宜力求保持各电压层间的无功功率平衡，尽可能使这些层间的无功功率串动极小，以减少通过电网变压器传输无功功率时的大量消耗;而所谓分区安排、是指110k V及以下的供电网，宜于实现无功功率的分区和就地平衡。
电压合格标准：500kV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调节。
发电厂和500kV变电所的220kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为系统额定电压0～+10%;事故运行方式时为系统额定电压的的-5%～+10%。
发电厂和220kV变电所的110kV～35kV母线：正常运行方式时，电压允许偏差为相应系统额定电压-3%～+7%;事故后为系统额定电压的的±10%。
电网无功功率和电压及其调整
1. 电压质量监测点的设置原则 (1)电网电压质量监测点的设置
220kV及以上发电厂的高压母线； 220kV及以上电压等级的变电站的母线电压。 (2)供电电压质量监测点的设置 A: 带地区负荷的变电站、发电厂10kV母线。 B:35kV 专线和110kV供电的用户端电压。 C:10kV 供电的用户，每10MW负荷至少有一个点。 D:380/220 的用户，每百台配变至少设两个。
28
18
二、 无功功率平衡方案的编制
1. 无功电源
ZQ-EQ,2Q+EQe+ZQ, 2. 无功负荷
ZQ.-ZQm+2AQ,EAQ. 3. 无功功率平衡
2Q-2Q-2Q
当
时，系统总的无功功率能够平衡。
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4. 无功平衡方案编制
(1)运行方式的确定。 (2)进行各种方式无功平衡的计算(潮流、电压计算),并绘制出各种方 式全系统的无功潮流图。 (3)绘制全系统总的无功平衡表。
发电机、静止补偿器、并联电容器、电抗器等。 2. 改变有功和无功的重新分布进行调压
有载和无载调压变压器调压、改变运行方式。 3. 改变网络参数进行调压
加大导线截面，线路中装设串联电容器。
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三、 如何合理应用各种调压措施
1. 电网必须拥有足够的无功功率电源，若不足，应先采取措施解决。 2. 应优先采用发电机调压和无激励调压变压器调压。 3. 变电站应配置足够的无功补偿设备，完好率应在95%以上。 4. 在无功平衡略有富裕的电网，应在220kV、110kV电网中普遍采用有载调压 变压器。对低压侧同时安装有 时，应先投切电容器组，后调有载开关。
7
2. 电压质量合格率的统计
△ 监测点电压合格率： △ 电网电压合格率：
宁夏某区电网的无功与电压调整
宁夏某区电网的无功与电压调整摘要在现代电网运行中，无功补偿对电网安全、优质、运行具有重要作用，合理选择无功补偿方案和补偿容量，能有效提高系统的电压稳定性，保证电网的电压质量，提高发输电设备的利用率，降低有功网损和电能损耗。
本文重点介绍了地区电网的无功补偿与电压调整的措施。
关键词无功损耗；无功补偿；电压允许偏差；电压调整中图分类号tm72 文献标识码a 文章编号1674-6708（2012）80-0169-02宁夏某区电网作为西北电网的重要组成部分，负荷主要以陶瓷、造纸、采矿、化工、机械工业、金属加工、电气化铁路、电解铝等大工业用户及季节性的扬水负荷组成，其负荷性质较为复杂，性质多样、稳定性差，以大容量机组的异步电动机负荷及变频装置、电弧炉炼钢、电气化铁路等非线性、冲击性负荷为主，要满足这种特殊负荷的无功功率需求和保证电网电压合格，要及时做好电网无功补偿与电压调整。
1 电力系统的无功损耗电力系统的无功负荷除白炽灯等少数纯阻性用电设备不消耗无功功率，其余大部分用电设备都是需要消耗无功功率的。
无功损耗主要以变压器和线路为主。
1）变压器。
对于一台变压器或一级变压的网络而言，变压器中的无功损耗并不大，满载时约为它额定容量的百分之十几。
但对多电压级网络，变压器中的无功损耗就相当可观。
2）电力线路上的无功损耗线路上的无功损耗也分两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功损耗。
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。
串联电抗中的这种损耗与负荷电流的平方成正比，呈感性。
2 无功补偿合理配置的原则从电力网无功功率消耗的基本状况可以看出，各级网络和输配电设备都要消耗一定数量的无功功率，尤以低压配电网所占比重最大。
为了最大限度地减少无功功率的传输损耗，提高输配电设备的效率，无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，以总体平衡与局部平衡相结合，以局部为主；以电力部门补偿与用户补偿相结合；以分散补偿与集中补偿相结合，以分散为主，合理进行无功补偿合理配置。
电网的无功补偿与电压调整
电网的无功补偿与电压调整摘要：目前，随着我国电力企业的快速发展，我国电网的管理也需要进一步的加强，电压是确保电力系统的安全经济运行，电压的合格率是考核电力企业的一个重要标准，无功补偿也是提高电压合格率的一种方式。
为了保证电网的稳定运行，本文就对电网的无功补偿与电压调整措施进行探讨。
关键词：电网；无功补偿；电压；调整近些年来，我国电力行业的规模随着经济的发展不断扩大，当然，科技水平的发展也是电力需求量增加的一大助力，随着电力的广泛应用，电力系统的安全性至关重要，直接影响到人类正常的生产生活，而电力系统的电压是电能质量评价体系的重要指标，由于用电量的不断增加，电力结构和电力负荷都发生了变化，所以，现在对电网电压管理和无功补偿措施进行了深刻的分析及探究。
1 电网无功电压管理过程中的问题1.1 电网无功电压技术问题这种技术问题的出现，主要的原因是无功补偿的容量过小导致的。
通过查看国家制定的《电网系统技术原则》中的一些要求和规定，通常情况下，以220kV为分界点，小于分界点的电压需以0.3倍大小对设备进行无功补偿。
从现在的情况进行分析，发现我国电压整体趋势偏高，只有很少的电容器能被应用，这种情况，不但影响对电压的管理能力，也会对其他高档设备的运行产生阻碍作用。
除此之外，还有一个显而易见的问题存在，就是电容器配置不到位的情况。
究其原因，大多是因为超负荷所引起的，直接影响了我国的电力系统的正常运行。
1.2 对于设备管理责任意识不明对于电网无功电压设备保護[B1]的过程中，往往偏重于对自身的保护，却很少重视数据系统的完善和安全，对于设备装置进行调度的过程中，会常常因为保护不周全，设计方案缺乏合理性能，无法建立整套的电网保护方案。
不仅如此，保护电网和进行调度的员工，往往因为疏忽或者是其他原因，对设备的管理达不到使用标准，一旦出现问题，找不到相关人员进行解决，责任制度模糊；最主要的原因是，调度工作者自身的综合素质和专业技术有待提升，大多数只是按照以往的工作经验进行事故处理，很少进行科学的核查；当然，还有许多问题需要进一步完善和解决，这些原因严重制约了我国电网建设的规范性和真实性，不利于电力事业的持续健康发展。
电力系统无功功率平衡与电压调整
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。
电力系统无功功率以及电压调整
随着科技的进步，电力系统无功功率与电压调整技术也在不断发展。未来技术发展的趋势包括：采用先进的传感 技术和智能算法实现无功功率和电压的快速、准确检测与控制；发展基于电力电子技术的动态无功补偿装置和有 源滤波器；利用大数据和云计算技术实现电网无功功率与电压的优化调度等。
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通过投切无功补偿设备， 如并联电容器、静止无功 补偿器等，来调整系统无 功功率，进而稳定电压。
有载调压
通过调整变压器分接头档 位来改变电压，以满足系 统电压要求。
串联电容器补偿
通过在输电线路中串联电 容器来补偿线路的感抗， 提高线路的电压水平。
电压调整的优化目标与原则
经济性
电压调整应尽量降低系统运行 成本，提高经济效益。
实施效果
无功补偿装置的应用显著减少了该工业园区在生产高峰期的无功功率 消耗，稳定了电压，降低了电能损耗，提高了生产效率。
05 结论与展望
电力系统无功功率与电压调整的重要性和挑战
重要性
电力系统无功功率与电压调整是保障电力系统的稳定运行和电能质量的关键环节。通过合理的无功功 率补偿和电压调整，可以有效降低线路损耗、提高设备利用率、增强系统稳定性，满足用户对电能质 量的需求。
挑战
随着电力系统的规模不断扩大和运行方式的复杂化，无功功率与电压调整面临诸多挑战。例如，无功 功率的合理分布和补偿、电压波动与闪变的抑制、动态无功补偿装置的性能优化等，需要不断研究和 改进。
未来研究方向与技术发展
研究方向
未来电力系统无功功率与电压调整的研究方向将主要集中在以下几个方面：一是无功功率补偿与电压调节的协调 优化；二是智能电网下的无功功率与电压控制策略；三是新能源并网对电力系统无功功率与电压的影响及其应对 措施。
浅析配网无功补偿和电压自动调节技术
在高压配 电线路上分散安装并联电容器 ，主要补偿配电线路 的无功 功率 ，以提 高配 电网功率因数 ，达到降损升压的 目的。适用 于功率因数 较低 ，公变较 多，负荷较重 的长配电线路 ， 具有投资小 ，回收快 ，补偿 率较高等优点 ，但容易出现保护不易配置 ，控制成本高 ， 难 以维护和管 理 ，受安装环境和空间等客观条件限制 ， 适应能力差等问题 ，这种补偿 方式 目 前较少采用。
【 关键 词】配电网 无功补偿 电压调节 中图分类号 ：Ｖ２ ４ ２ ＿ ３文献标识码：Ｂ 文章编号 ：１ ０ ０ ９ — ４ ０ ６ ７ （ ２ ０ １ ３ ） １ １ ． ８ ２ ． Ｏ １
无功补偿 在供 电系统中起 到提高功率因数 的作用 ，能够降低供 电设 备和送 电线路的损耗 ，提高电压质量 。从我国经济发展现状来看 ，电力 供需矛盾逐步加深 ，接人配电系统 的客户对电能质量的要求也在不断提 高，越来越体现出无功补偿 合理优化 、配置的重要性。无功补偿是配电 网建设与改造的重要 内容 ， 无 功补偿点的合理选择 、补偿 方式 的合理确
定 ，能够有效地维持配电网的电压水平 ， 提高电压稳定性 ， 是降低网损 、 提高 电压的一种投资少 、回报高的方案 ，直接决定和影响了供 电企业的 经济效益 ， 规划 、 实施无功补偿势在必行 。
一
、
配电网中无功补偿分类
（ ３ ） 力 Ⅱ 强对低频振荡的阻尼以及抑制次同步振荡 ； （ ４ ） 改善系统的动态和静态品质 ； （ ５ ） 改善 电压调整 ， 维持或控制节点 电压 ，提高电压稳定性 ，增强供 电可靠性 ； （ ６ ） 改善功率因数 ，降低 网损 ； （ ７ ） 筠 ； 合治理 电压波动！ 闪变和不平衡以及谐波等 ， 提高 电能质量 ； （ ８ ） 改善直流输电系统的性能。 由此可见 ， 有效 的电压控制与合理 的无功补偿 ， 不仅能保证电压质 量 ，而且能提高电力系统运行的稳定性 、 安全 陛和经济效益。
关于电力调度对电网无功及电压的调整方式分析
关于电力调度对电网无功及电压的调整方式分析摘要：电网无功补偿在电力系统中起到很重要的宏观调节作用，可以提高电网的功率因数，增加变电设备的效率，减少高压输电线路无用功，从而提高供电效率。
如果某个供电区域能合理地配备无功补偿装置并采取合理的补偿方案，就能最大限度地减少线损，提高供电可靠性；反之，如果设备选择不当，则会造成区域性电压波动，产生较大的谐波，导致事故的发生。
关键词：电力调度；电网；无功；电压一、无功调整基本原则1）电网无功功率在保证电压质量、降低电能损耗的前提下，实行分层、分区就地平衡的原则。
应尽可能使无功功率就地供应，避免通过长距离线路输送无功功率。
局部电网无功功率不足时，应先就地调整，无法调整时，再由电网调整。
2）发电机运行功率因数应按电网要求进行调整。
3）新投运发电机组应具备在有功功率额定时，功率因数进相0.95运行的能力。
对已投运的发电机组，有计划地进行进相运行的试验。
4）由市调直接调度的具有进相运行能力的发电机组，其运行方式的改变按值班调度员的命令执行。
5）无功补偿设备应按照电网无功功率优化计算结果优化配置，提高无功补偿设备的最优运行能力。
6)220 k V及以下电网的无功电源总容量应大于最大自然无功负荷，一般按1.15倍计算。
7)200 k V及以下电网在主变压器最大负荷时，其二次侧功率因数或由电网发出的无功功率与有功功率比值的正常范围。
8）直供变电站，当供电线路距离较近时，功率因数应该取自表中低值，其他情况应取高值。
9）无功补偿设备应视需要投入运行，以主变压器高压侧不向电网倒送无功功率为原则，只有当母线电压超出正常范围，且已无法调整时才能停运。
10）各级调度应根据电网的负荷、潮流变化及设备的技术状况及时调整运行方式，缩短供电半径，减少迂回供电，降低线损，实现电网经济运行。
二、电压调整基本原则电网电压调整实行逆调压：用电高峰时将区域各个母线电压调到电压越限范围的最大值，以保证供电线路末端的供电可靠性；用电低谷时将区域母线电压调到电压越限范围的最小值，以确保供电线路前端线路的供电可靠性。
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电网的无功补偿与电压调整
、输电网的无功补偿与电压调整
输电网多数无直供负载，一般不为调压目的而设置无功补偿装置。
参数补偿多用于较长距离的输电线路，有串联补偿（又称纵补偿）与并联补偿（又称横补偿）之分。
电压支撑则多用于与地区受电网络连接的输电网的中枢点。
1.1电抗器补偿
电抗器是超高压长距离输电线路的常用补偿设备，用以补偿输电线路对地电容所产生的充电功率，以抑制工频过电压。
电抗器的容量根据线路长度和过电压限制水平选择，其补偿度（电抗器容量与线路充电功率之比）国外统计大多为70-85，个别为65，一般不低于60。
电抗器一般常设置在线路两端，且不设断路器。
1.2串连电容补偿
串联电容用来补偿输电线路的感抗，起到缩短电气距离提高稳定性水平和线路的输电容量的作用。
串联电容器组多为串、并联组合而成，并联支数由线路输送容量而定，串联个数则由所需的串联电容补偿度（串联电容的容抗与所补偿的线路感抗之比）而定。
串联电容补偿一般在50以下，不宜过高，以免引起系统的次同步谐振。
输电网中因阻抗不均而造成环流时，也可用串联电容来补偿。
日本在110kV环网中就使用了串联电容补偿。
1.3中间同步或静止补偿
在远距离输电线路中间装设同步调相机或静止补偿装置，利用这些
装置的无功调节能力，在线路轻载时吸收线路充电功率，限制电压升高；在线路重载时发出无功功率，以补偿线路的无功损耗，支持电压水平，从而提高线路的输送容量。
中间同步或静止补偿通常设在线路中点，若设在线路首末端，则调节作用消失。
输电网的电压支撑点与调压输电网与受电地区的低一级电压的电网相联的枢纽点，常设置有载调压变压器或有相当调节与控制能力的无功补偿装置，或者二者都有，以实现中枢点调压，使电网的运行不受或少受因潮流变化或其他原因形成的电压波动的影响，在电网发生事故时起支撑电压的作用，防止因电网电压剧烈波动而扩大事故。
电压支撑能力的强弱，除与补偿方法和补偿容量大小有关外，更与补偿装置的调节控制能力和响应速度有关。
并联电容器虽是常用而价廉的补偿设备，但其无功出力在电压下降时将按电压的平方值下降，不利于支撑电压。
大量装设并联补偿电容器反而有事故发生助长电网电压崩溃的可能性。
采用同步调相机和静止无功补偿装置辅以适当的调节控制，是比较理想的支撑电压的无功补偿设备。
近年来，国内外均注重静止补偿装置的应用。
2、配电网的无功补偿与电压调整
以相位补偿和保证用户用电电压质量为主。
2.1相位补偿亦称功率因数补偿
用电电器多为电磁结构，需要大量的励磁功率，致使用户的功率因数均为滞相且较低，一般约为0.7左右。
励磁功率滞相的无功功率在配电网中流动，不仅占用配电网容量，造成不必要的损耗，而且导致用户
电压降低。
相位补偿是以进相的无功补偿设备（如并联电容器）就近供给用户或配电网所需要的滞相无功功率，减少在配电网中流动的无功功率，降低网损，改善电压质量。
中国对大电力用户要求安装无功补偿装置，补偿后的功率因数不得低于0.9。
2.2电压调整
为保证用电电器有良好的工作电压，避免受配电网电压波动的影响，配电网需要进行电压调整。
配电网电压调整的措施包括：中心调压、调压变压器调压和无功补偿调压。
2.2.1利用地区发电厂或枢纽变电所进行中心调压
这种措施简单而经济方便，但它只能改变整个供电地区的电压水平，不能改善电压分布。
当供电地区的地域比较广阔、供电距离长短悬殊时，中心调压措施往往不能兼顾全区，有顾此失彼的缺点。
2.2.2调压变压器调压
可弥补中心调压方式的不足，进行局部调压。
调压变压器有有载调压变压器、串联升压器和感应调压器三种。
有载调压变压器与感应调压器一般用于特定负荷点，串联升压器则用于供电线路。
调压变压器的调压作用是靠改变电力网的无功潮流来实现的。
它本身不仅不产生无功功率，而且还因本身励磁的需要而消耗无功功率。
当电网的无功电源不足时，调压变压器的调压效果不显著。
相反地，若调压变压器装设过多，将加重配电网的无功功率消耗，拉低全网电压水平，增大网损，降低并联电容器的无功出力，严重时有可能造成恶性循环的趋向。
2.2.3无功补偿调压
由于增加了电力网的无功电源，能起到改善电网电压的作用。
装设于变电所内的无功补偿装置，还可采用分组投切的办法，对供电地区实行中心调压。
串联电容补偿，可用于配电网中进行局部调压。
距离较长的重载线路，使用串联电容补偿，效果较好。
因其调压作用是由线路滞相电流流过串联电容而产生的电压升高来实现的。
故线路负载愈重，功率因数愈低，串联电容补偿调压的作用愈显著。
这种调压作用随线路负载的变化而变化，具有自行调节的功能。
串联电容器所产生的无功功率，也增加了电力网的无功电源，可改善电力网的电压水平。
串联电容能使线路受端的电动机产生自励磁现象，在设计、使用时，需采取预防措施。