电压与无功功率的重要作用
电力系统的电压与无功功率
沿线路各点电压的变化
我国规定的电压偏移范围
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
正常运行情况：
+7.5%～-10%
事故运行情况：
+10%～-15%
电压调整的基点-无功功率
①电压损耗近似等于电压降落的纵分量 △U； ②△U可以分解成电阻电压损耗分量PR/U和电抗 电压损耗分量QX/U ③减小无功功率的输送可降低电压损耗。
输电线路的无功损耗
输电线路的π型等值电路
2 P +2Q Q L = 2 X =
U1
P2 +Q 2 2X U2
QB =
B 2
2 (U1 +U 2 )
线路的无功总损耗为
2 P +2Q
U2 1 +U2
Q L+Q B = 2 X
B
U1
2
一般情况下，220kV系统，线路长度100km以内，呈 感性，消耗无功功率；300km左右，呈电阻性，不 消耗无功功率；大于300km时，呈容性，提供无功 功率。
在额定电压附近，电动 机的无功功率随电压的 升降而增减。
当电压明显低于额定值 时，无功功率主要由漏 抗中的无功损耗决定， 随电压下降反而具有上 升的性质。
图5-24 异步电动机的无功功率与端电压的关系
㈡发电机的无功功率―电压静态特性
定义：发电机输出的无功功率与电压变 化关系的曲线。 对于一个简单电力系统，原理图与等值 电路图如下图所示
三、电力系统的无功功率
（一）无功负荷和无功损耗功率 （二）无功电源 （三）无功功率的平衡方程
无功功率 标准
无功功率标准无功功率在交流电路中起着重要的作用，它直接影响到电压质量、频率质量、波形质量、相位平衡、交流电路的功率因数、减少谐波干扰、抑制浪涌电流、防止电压闪变、保持三相平衡以及降低启动电流等方面。
下面将对每个方面进行详细介绍。
1. 电压质量无功功率对电压质量有着重要的影响。
在电力系统中，无功功率的不足会导致电压下降，影响设备的正常运行。
而当系统中存在过多的无功功率时，会导致电压升高，对设备产生过电压威胁。
因此，无功功率的平衡可以保证电压在正常范围内波动。
2. 频率质量无功功率与频率质量也有密切的关系。
在电力系统中，频率的稳定是保证电能质量的重要因素之一。
当系统中的无功功率不足时，有功功率的传输将受到影响，导致频率下降。
反之，当系统中存在过多的无功功率时，频率会上升。
因此，无功功率的平衡对维持频率稳定具有重要意义。
3. 波形质量无功功率对波形质量也有影响。
在交流电路中，电流的波形应该是完美的正弦波。
但是，当系统中存在无功功率的波动时，电流波形会出现畸变，产生谐波干扰。
因此，为了保持电流波形的质量，需要采取措施控制无功功率的波动。
4. 相位平衡无功功率与相位平衡也有关系。
在交流电路中，相位差会影响到设备的正常运行。
当相位差过大时，会导致设备无法正常工作。
而无功功率的平衡可以有助于减小相位差，提高设备的运行效率。
5. 交流电路的功率因数无功功率与交流电路的功率因数密切相关。
功率因数是衡量电气设备使用效率的一个重要指标。
当无功功率过大时，会导致功率因数下降，增加电力系统的能耗。
因此，通过控制无功功率的大小和平衡度可以提高功率因数，降低能耗。
6. 减少谐波干扰无功功率的波动会产生谐波干扰，对电力系统造成不良影响。
为了减少谐波干扰，需要对无功功率进行控制和滤波处理。
通过采用专门的滤波设备和滤波技术，可以有效地抑制谐波的产生和传播。
7. 抑制浪涌电流浪涌电流是指短时间内电流突然增大或减小的现象，它会对电力系统造成很大的冲击和危害。
无功功率对电力系统的影响
无功功率对电力系统的影响无功功率是电力系统中非耗能性功率的一种表现形式，其对电力系统的影响主要包括电压稳定性、电力需求和运行成本等。
下面将从这三个方面对无功功率的影响进一步阐述。
首先，无功功率对电压稳定性有着重要的影响。
在电力系统中，无功功率通过无功补偿设备进行调节，保持电压在合理的范围内。
当无功功率不平衡时，电网中会产生电压偏差，使得电压稳定性下降。
过低的电压会导致电力设备的性能恶化，甚至发生运行故障，而过高的电压则会使设备过载、寿命缩短。
因此，通过调节无功功率的流动，可以有效地控制电压的稳定性。
其次，无功功率对电力需求有一定的影响。
无功功率的流动会导致电力系统的有功功率的增加，使得供电电力的需求增加。
如若不加以调节，无功功率的过度流动会导致电力系统的容量不足，从而影响供电可靠性。
因此，合理地控制无功功率的流动可以降低电力系统的负荷水平，提高供电的可靠性。
最后，无功功率对电力系统的运行成本也有一定的影响。
无功功率的流动会导致电力系统的输电损耗增加，从而增加电网的运行成本。
另外，无功功率的流动也会导致变压器的损耗增加，增加了设备的维护成本。
因此，减少无功功率的流动可以降低系统的运行成本。
为了减少无功功率对电力系统的不良影响，可以采取的措施包括无功补偿、无功发电和无功功率控制等。
其中，无功补偿是通过电容器、电抗器等装置对无功功率进行调节，使得系统的功率因数接近于1、无功发电是通过发电机组投入无功功率到电网，以补偿系统的无功功率需求。
而无功功率控制则是通过控制变压器的耦合等级，调整系统的无功功率流动。
总结起来，无功功率对电力系统的影响主要体现在电压稳定性、电力需求和运行成本等方面。
通过合理地控制无功功率的流动，可以降低电力系统的负荷水平，提高供电的可靠性，并减少系统的运行成本。
因此，对无功功率的调控具有重要的意义。
电力系统的无功功率和电压控制
若大于，则任何分接头都无法满足要求，需其他调压措施配合
双绕组升压变压器一般按高压侧的电压要求选择分接头
Ut1max
U1max U1max U 2max
Ut2
Ut1
U 2 U2
Ut2
U1 U1 Ut2 U2
Ut1min
U1min U1min Ut 2 U 2min
Ut1
Ut1max
发电机的端电压与发电机的无功功率输出密切相关，增加端电 压的同时也增加无功输出，反之，降低端电压也就减小无功输 出，因此发电机端电压的调节受发电机无功功率极限的限制。 发电机有功出力较小时，无功调节范围会大些，调压能力会强 些。发电机端电压的允许调节范围为0.95~1.05UN，如果端电压 低于0.95UN，输出的最大视在功率要相应减小（小于SN）
仅当系统无功功率电源容量充足时，改变变压器变比调压才有
效。当系统无功不足、电压水平偏低时，应先装设无功功率补偿
设备，使系统无功功率容量有一定的裕度。
例5.1，p191
5.2.5 应用无功功率补偿装置调节电压
常用并联电容器、同步调相机、静止补偿器等并联无功补偿装置
减小线路和变压器输送的无功，从而减小电压损耗、提高电网电
对故障后的非正常运行方式，一般允许电压偏移较正常时大5%
5.2.3 应用发电机调节电压
应用发电机调压不需要另外增加投资。根据励磁电源的不同， 同步发电机励磁系统可分为直流机励磁系统、自励半导体励磁 系统、它励半导体励磁系统 3大类。现代发电机励磁系统都有 自动调节功能，即自动励磁调节器（AER）或自动电压调节器 （AVR），通过改变励磁调节器的电压整定值，自动控制励磁 电流，即发电机空载电势，实现发电机端电压的闭环控制。
浅述无功与电压的关系
浅述无功与电压的关系电压是电力系统电能质量的重要指标之一,电压质量对电网稳定及电力设备安全运行、线路损失、工农业安全生产、产品质量、用电损耗和人民生活用电都有直接影响。
保证用户的电压接近额定值是电力系统运行调整的基本任务之一,电力系统的运行电压水平取决于无功功率的平衡。
无功电力是影响电压质量的一个重要因素,电压质量与无功是密不可分的,电压问题本质上就是一个无功问题。
无功功率并不是无用的功率,在电力系统中许多用电设备均是根据电磁感应原理工作的,如配电变压器、电动机等,它们都是依靠建立交变磁场才能进行能量的转换和传递。
为了建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率称为无功功率,只不过它的功率并不转化为机械能、热能而已;因此在电力系统中除了需要有功电源外,还需要无功电源,两者缺一不可。
系统中的各种无功电源的无功功率输出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。
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机提供励磁电流。
电力系统中的无功功率负荷有异步电动机,变压器的无功损耗,输电线路的无功损耗。
无功功率电源有:发电机,同步调相机,静止电容器,静止无功补偿器。
电力系统中无功平衡是保证电压质量的重要条件;系统中无功电源出力应满足系统所有负荷和网络损耗的需求,否则电压就会偏离额定值。
当电压偏低时,系统中的功率损耗和能量损耗加大,电压过低时,还可能危及系统运行的稳定性,甚至引起电压崩溃;而电压过高时,各种电气设备的绝缘可能受到损害,通过合理无功补偿设备就能使我们的电能质量得到保证,达到稳定运行的标准和满足用户的要求。
在电力系统运行中,电源的无功在任何时刻应同负荷的无功功率和网络的无功损耗之和(及总的无功负载)相等,即:QGC=QLD+QL。
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。
电力系统的无功功率和电压调整
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。
电力系统电压稳定与无功补偿
电力系统电压稳定与无功补偿随着电力需求的不断增长，电力系统的可靠性和稳定性越发显得重要。
而电力系统中的电压稳定与无功补偿正是确保系统运行平稳的关键因素。
本文将探讨电力系统电压稳定与无功补偿的原理、方法和作用。
一、电压稳定的重要性电力系统中，电压是衡量系统稳定运行的重要参数之一。
当电压波动较大时，不仅会影响电力设备的正常运行，还会导致电力损耗、安全隐患以及用户电器设备的损坏。
因此，保持电力系统的电压稳定非常关键。
电力系统中的电压稳定问题主要有两个方面：传输电压和终端电压。
传输电压稳定主要解决电力输送中线路功率损耗、电流负荷以及终端电压波动的问题，而终端电压稳定则解决用户用电终端设备的供电质量问题。
二、电压稳定的机理与方法电压稳定问题的解决需要了解电力系统中电压波动的原因以及相应的解决方法。
电力系统中的电压波动通常由于以下几个方面原因引起：负载变化、短路故障、突发负荷等。
为保持电力系统的电压稳定，可以采取以下方法。
1. 调整发电机的输出发电机是电力系统的重要组成部分，通过控制发电机的输出来调整系统电压，能有效地解决电压波动的问题。
例如，通过调整发电机的励磁电流、切换发电机并联等方式，可以提高电力系统的电压稳定性。
2. 使用变压器调压器变压器调压器是一种常用的调节电压的设备。
它可以通过调整变压器的转换比，改变系统的电压水平。
例如，在电力系统负荷增加时，可以适当降低变压器的转换比，以提高系统电压，从而保持电力系统的电压稳定。
3. 安装电力电子设备电力电子设备在电力系统中发挥着越来越重要的作用。
通过安装电容器、感应器等电力电子设备，可以有效地改变系统的无功功率流动，从而调整系统的电压水平。
例如，在电力系统中引入静态无功补偿装置（SVC），可以控制电压回路的电阻、电感和电容，以实现无功功率补偿和电压稳定。
三、无功补偿的作用与方法无功补偿是电力系统中实现电压稳定的重要手段之一。
无功补偿主要通过调整电力系统的无功功率流动，实现电压的稳定。
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。
电力系统无功功率和电压的关系
电力系统无功功率和电压控制孙兵指导老师石砦论文摘要：探讨电力系统无功功率与电压稳定性的关系，无功功率的产生和吸收，无功功率的补偿，电压和频率是衡量电能质量的重要指标，无功功率是直接影响电压质量的因素。
关键词：电力系统；无功功率；电压控制0 引言电力系统能够有效和可靠的运行，就要求电压和无功功率的控制满足以下面条件：0.1系统中有所有装置的在端电压应在可接受的限制内。
0.2为保证最大限度利用输电系统，应加强系统稳定性。
0.3应使无功功率传输最小。
1 无功功率的产生和吸收电力系统的无功功率的产生除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这四种装置又称为无功补偿装置。
除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。
同步发电机可以产生或吸收无功功率，这取决于其励磁情况。
当过励时产生无功功率，当欠励时吸收无功功率。
架空线路产生或吸收无功功率取决于负荷电流。
当负荷低于自然负荷，线路产生纯无功功率；当高于自然负荷时，线路吸收无功功率。
地下电缆，由于它们对地电容较大，因此具有较高的自然负荷。
它们通常工作在低于自然负荷情形下，因此在所有运行条件下总发生无功功率。
变压器不管其负载如何，总是吸收无功功率。
空载时，起主要作用的是并联激励电抗；满载时，起主要作用的是串联漏抗。
负荷通常吸收无功功率。
由电力系统的供电的典型负荷节点由许多装置所组成。
这种组成随日期、随季节和气候的变化而不同。
通常负荷节点的负荷特性是吸收无功功率的，复合负荷的有功功率和无功功率都是电压幅值的函数。
具有低的滞后功率因数的负荷使传输网络有大的电压降落，因而供电也不经济，对于工业用户，无功功率通常和有功功率一样要计费，这就鼓励企业通过使用并联电容器来提高负荷功率因数。
2 无功功率的补偿2.1 无功功率不足的危害：交流电力系统需要两部分能量：一部分将用于做功而被消耗掉，这部分称为“有功功率”；另一部分能量是用来建立磁场，用于交换能量使用的，对于外部电路它并没有做功，称为“无功功率”，无功是相对于有功而言，不能说无功是无用之功，没有这部分功率，就不能建立磁场，电动机，变压器等设备就不能运转。
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±7%。
3.380V 用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的±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 GC 为系统的无功电源之和；Q LD 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。
电力网无功功率自动控制系统和电压的作用
电力网无功功率自动控制系统和电压的作用摘要：电网电网的无功控制主要是保持系统的电压正常，提升电网稳定性，增大了线路输电的能力，并且减小了线损，抑制电网功率振荡和工频的过电压，调相、调压以及优化无功潮流的最佳方案，但是在实际情况中存在诸多问题。
本文就结合作者的实际工作经验，分析了电力网无功功率自动化控制系统以及电压作用。
关键词：电力网；无功功率；自动控制1 无功电压自动控制的概念分析电力系统中的大多设备的工作原理都是依据电磁感应原理，能够在运行过程中转化能量形成交变磁场，使周期内释放的功率和吸收的功率相平衡。
电源能量通过纯电容和纯电感电路时并未消耗额外的电量，只有用负电荷和电源进行往复交换，该过程中交换功率未对外做功，称之为无功功率。
无功功率能够真实反映内外部之间往返能量的交换实况。
无功功率在电网中发挥的作用很大，电动机要依靠电源吸收无功功率来建立旋转磁场使之能够正常运行。
变压器需要无功功率通过一次绕组建立并且维持交变磁场，以此在二次绕组中感应出电压。
所以，电感性用电设备不仅需要从电源中获得有功功率，还要获得无功功率，两者兼备才能运行起来。
无功功率在电网中的影响也较大，当它不足时，用电设备便无法建立和维持正常的电磁场，会导致设备端电压不足，电力设备便无法在额定技术下运行。
2 电压和无功功率控制的主要问题无功功率不做功，可分为感性无功功率和容性无功功率。
它们实际上是线圈电感性磁场储能与电容器电容性电场储能。
交流系统的无功功率应保持平衡，由于用户大多是电动机、变压器等电感性负荷，必须用容性功率来平衡电感性无功负载。
因此，无功电源必然是调压机、电容器等。
电网的有功功率损耗不超过负荷的10%，而电网的无功功率损耗却是无功负荷的30%—50%。
无功功率总损耗要比有功功率总损耗大3—5倍。
研究无功功率的目的，在今天已不再仅仅是为了提高工矿企业中的功率因数，而是着更明确的重要意义，概括地讲有以下三个方面：第一，为了解决现代电力系统中与无功功率相关的一系列新的技术问题：（1）无功静态稳定问题。
无功功率在电力系统中的重要作用
无功功率在电力系统中的重要作用随着工业的发展，电能成为现代工业的主要能源，电能质量的好坏，直接影响到工业设备的运行及企业的经济效益、社会效益等，为用户提供安全、可靠、稳定、、高效的电能是十分重要的。
在电力系统的运行过程中，通常用功率因数来衡量电网运行的效率，功率因数的大小，反映了电网系统中电源输出的视在功率中有功功率的有效利用的程度。
为了提高电网系统中电能输送质量，希望功率因数越大越好,却往往忽视了无功功率在电网中的重要作用。
无功功率在电网对用户输电的过程中，电网要提供给负载的电功率有两种：有功功率和无功功率。
有功功率（p)是指保持设备运转所需要的电功率，也就是将电能转化为其它形式的能量（机械能，光能，热能等）的电功率；而无功功率（Q）是指电气设备中电感、电容等元件工作时建立磁场所需的电功率。
无功功率比较抽象，它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。
电机运行需要旋转磁场，就是靠无功功率来建立和维护的，有了璇转的磁场，才能使转子转动，从而带动机械的运行。
变压器也需要无功功率，才能使一次线圈产生磁场，二次线圈感应出电压，凡是有电磁线圈的电气设备运行都需要建立磁场，然而建立及维护磁场消耗的能量都来自无功功率，没有无功功率电机不能转动、变压器不能运行、电抗器不能工作、继电器不会动作，所有设备中的磁场无法建立，电气设备也就不会运行。
因此供电系统中除了对用户提供有功功率，还要提供无功功率，两者缺一不可，否则电气设备将无法运行。
功率因数电网的电力负荷中的电气设备都是由电感、电容、电阻等元件组合而成，既有感性负载又有容性负载如电机、变压器、电抗器等，感性负载的电压与电流的相量间存在一个相位差，通常用相位角的余弦cosφ来表示，cosφ称为功率因数式中cosφ-功率因数，P-有功功率，KW;Q-无功功率，KVar; s-视在功率，KVA;功率因数的大小，反映了电网系统中电源输出的视在功率的有效利用程度，为了提高电网系统中电能输送质量，希望功率因数越大越好。
无功功率对电压的影响
U N—线路额定电压，kv；R、X—线路电阻、电抗，Ω;从上式中可见，随着无功功率的变化，将引起电压降的变动，无功功率是造成电压损耗的主要因素。
由于安装并联电容器补偿装置后，就地平衡无功功率，限制无功功率在电网中传输，相应地减少了线路的电压损耗，提高了配电网的电压质量。
二、电压调整10KV配电线路存在电压过低或偏高问题，其原因除了电网结构不合理和导线过细外，主要是无功功率不足或过剩。
系统的无功功率对电压影响极大，无功功率不足，将引起电网电压下降，而无功功率过剩将引起电网电压偏高。
无功功率平衡是维持及保证电网电压质量的基础，必须采取有效的调压措施，以提高电压水平。
合理调整变压器分接头，是提高电网电压水平的一种调压手段。
但当无功电源不足或过剩时，不能靠调整变压器分接头来使电压符合要求，因为它既不能产生无功功率,又不能吸收无功功率，只能改变系统中的无功潮流。
要维持整个系统的电压水平，就必须有足够的无功调节能力，在允许的电压偏差范围内，采用调压与补偿电容器相结合的措施，实现高峰负荷时较高电压运行和低谷负荷时较低电压运行的逆调压要求。
李杰：“结合以往的运行经验，我谈谈电容器运行中应该注意的问题：第一，线路分散补偿电容器组容量在150Kvar及以下时，可采用跌落式熔断器作控制和保护，其熔断器的额定电流按电容器组额定电流的1.43~1.55倍选取；150Kvar以上时应采用柱上断路器或负荷开关自动控制。
第二，为防止线路非全相运行时，有可能发生铁磁谐振过电压和过电流，损坏电容器和变压器，线路分散补偿电容器组不应与配电变压器同台架设并使用同一组跌落式熔断器。
第三，补偿电容器组中性点不能直接接地，避免电容器某相贯穿性击穿引起线路相间短路。
第四，无功补偿装置应装设氧化锌避雷器过电压保护装置。
”。
无功和电压的关系公式
无功和电压的关系公式无功是电力系统中重要的物理量之一，它与电压存在一定的关系。
本文将介绍无功和电压的关系公式，并解析其物理意义和应用。
在电力系统中，无功是指交流电中能量来回转换的现象，它不直接参与能量的传输和转化，但对电力系统的稳定性和功率因数有重要影响。
无功的单位是VAR（无功伏安）。
电压是指电力系统中电势差的大小，也是电力系统中的基本物理量之一。
电压的单位是伏特（V）。
在交流电路中，电压是指电压的有效值（即RMS值）。
无功和电压的关系可以用下式表示：无功 = 电压× 电流× sin(相角差)其中，电流是指通过电路的电流，相角差是指电压和电流之间的相位差。
这个公式的物理意义是：无功正比于电压和电流的乘积，且与相角差的正弦值成正比。
换句话说，当电压和电流之间的相位差为90度时，无功达到最大值；当相位差为0度或180度时，无功为0。
无功和电压的关系在电力系统中有着重要的应用。
首先，无功的存在会降低功率因数，使电力系统的效率下降。
因此，通过控制电压和电流的相位差，可以调整无功的大小，提高功率因数，减少能量损耗。
其次，无功的存在会引起电力系统的电压波动和电网不稳定。
因此，通过监测和控制无功，可以提高电力系统的稳定性和可靠性。
在实际应用中，可以通过无功补偿来控制无功。
无功补偿是指通过添加感性或容性无功元件，使电力系统的无功达到所需的大小和方向。
感性无功补偿可以提高电力系统的功率因数，容性无功补偿可以提高电力系统的电压稳定性。
通过无功补偿，可以实现电力系统的节能和优化运行。
无功和电压的关系还与电力系统的传输和配电有关。
在长距离的电力传输中，无功会带来电压降低和功率损耗。
因此，通过合理控制无功的大小和方向，可以减小电力系统的传输损耗。
在低压配电系统中，无功会引起电压波动和电网不稳定，因此需要对无功进行监测和控制。
无功和电压存在一定的关系，通过控制无功可以调整电力系统的功率因数、提高稳定性和可靠性。
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。
影响电力系统运行的稳定性的原因及措施
影响电力系统运行的稳定性的原因及措施作者：zhangyap… 文章来源：本站原创点击数： 0 更新时间：2010-4-13 21:32:22 【字体：小大】湖北安全生产信息网(安全生产资料大全) 寻找资料>>前言所谓电力系统运行的稳定性，就是指在受到外界干扰的情况下发电机组间维持同步运行的能力。
研究电力系统稳定性问题归结为研究当系统受到扰动后的运动规律，从而判断系统是否可能失去稳定而研究提高系统稳定性的措施。
电力系统稳定性问题，是一个机械运动过程和电磁暂态过程交织在一起的复杂问题，属于电力系统机电暂态过程的范畴。
根据扰动量的大小，可将电力系统稳定性分为静态稳定性和暂态稳定性两大类型。
1影响电力系统运行稳定性的因素在电力系统中，各同步发电机是并联运行的，使并联的所有发电机保持同步是电力系统维持正常运行的基本条件之一。
1.1电力系统的稳定性与系统的发展密切相关对于早期孤立运行的发电厂和发电机并列的运行在公共母线上，并列运行的稳定性问题并不严重。
随着系统容量和供电范围的扩大，许多发电厂并联运行在同一电力系统时，并列运行稳定性日益严重。
在现代电力系统中，稳定性问题常称为制约交流远距离输电的输送容量的决定性因素。
当电力系统失去稳定时，系统内的同步发电机失步，系统发生振荡，结果会使系统解列，可能造成大面积的用户停电。
因此，失去稳定性是电力系统最严重的故障。
1.2电力系统在运行中时刻受到小的扰动例如负荷的随机变化，汽轮机蒸汽压力的波动、发电机端电压发射点小的偏移等等。
在小扰动作用下，系统将会偏离运行平衡点，如果这种偏离很小，小扰动消失后，系统又重新恢复平衡，则称系统是静态稳定的。
如果偏离不断扩大，不能重新恢复原来的平衡状态，则系统不能保持静态稳定。
1.3电力系统运行时还会受到大的扰动例如，电气元件的投入或切除、输电线路发生短路故障等等。
在大扰动作用下，如果系统运行状态的偏离是有限的，且在大扰动结束后又达到了新的平衡，则称系统是暂态稳定的。
无功功率与电压的关系
无功功率与电压的关系
1、计算有功功率的公式为：（U × U）÷ R ，即：电压的平方，除以电阻。
2、无功功率的计算，也是相同的，只是电阻变成了感抗：（U × U）÷ XL ，即：电压的平方，除以感抗。
3、从计算公式中，可以看出：无功功率与电压息息相关。
无功功率不足的意思应当是指系统的功率因数低，无功补偿不足，对吧，由于无功补偿不足，那些无功功率就得电网供应，电网供应就会造成线路上的电流增大，由于电线有电阻，线路长了，就会在线路上造成压降，电流越大，造成的压降就越大，这样整个电网的电压就会下降。
假如负载侧有无功补偿柜的话,那么负载中感性负载所需的无功电流就由无功补偿柜供应了,反之,假如没有无功补偿柜,那么负载中感性负载所需的无功电流就由电网通过变压器供应,这时候变压器的运行电流就比负载侧有无功补偿柜时的运行电流大啊。
公式就是Q＝U×U/X
电网的负载是感性的，并且是定值X。
无功跟有功一样，肯定要任何时候发出的要马上消耗掉。
当Q多了，肯定会是U较高时才能达到平衡点，少了也是U较低时达到平衡点。
就跟有功较多就频率上升来达到平衡点，少了就频率下降来达到平衡
点一样。
当电网发出的有功功率等于用户有功负荷时，频率保持不变;小于有功负荷时，频率下降;大于有功负荷时，频率上升。
因此，转变发电机输出的有功功率可以调整电网频率。
当电网发出的无功功率等于用户的无功负荷时，电压保持不变;小于无功负荷时，电压下降;大于无功负荷时电压上升。
所以，转变发电机输出的无功功率可以调整电网电压。
电压与无功功率
第五章电压与无功功率光盘：电压与无功功率（25min）问题：1．什么是有功功率、无功功率、视在功率、功率因数？2．哪些电气设备消耗无功功率？3．无功功率与电网电压之间的关系？无功功率增加和减少会引起电压如何变化？4．无功补偿有何作用？有哪些无功补偿措施？第一节概述在电力系统的正常运行中，任何电压的偏移都会带来经济、安全方面的不利影响。
这是因为：1．所有的用电设备都是按运行在额定电压时效率为最高设计的、偏离额定电压必然导致效率下降，经济性较差：2．电压过高会大大缩短白炽灯一类照明灯的寿命，也会对设备的绝缘产生不利影响。
3．电压过低会大大增加恒定转矩的异步电动机的转差，由此引起工业产品出现次品、废品，转差增大的结果使异步电动机电流增加，由此引起发热、甚至损坏。
虽然电力系统的各节点电压要求能保持在额定值，但是在实际运行中是不可能实现的，其主要原因有两点：1）在正常稳态远行方式下，一个互相连结的电力系统具有同一频率。
但是，电压与频率不同，因为电力系统中每一元件都有可能产生电压降落，所以电力系统中各点电压不相同，不可能同时将所有节点保持在额定电压。
例如，一条线路上接有几个负荷，如图所示，设线路各段均有电压降落。
则节点1、2、3、4的电压都不相同。
如将节点4维持在额定电压UN，则节点1的电压太高；反之，如将节点1的电压维持在额定值，则节点4的电压又太低。
2）负荷时时刻刻都在变化，负荷的变化必然导致电力系统中每一元件电压降落的变化，因而即使是在同一点上，也很难保证电压始终维持在额定电压。
鉴于以上原因，同时考虑到用电设备对电压的要求，电力系统一般规定一个电压偏移的最大允许范围，例如土5％以内。
为了实现这个要求，需要对电压进行调整。
第二节无功功率和电压的关系电力系统中的电压水平与无功功率密切相关。
这可从两方面加以说明。
1．节点电压有效值的大小对无功功率分布起决定作用正常运行时输电线路两端电压的相位角差δ比较小，可以认为cosδ≈1，这样线路中传输的无功功率大小就与线路两端电压有效值之差成正比，无功功率将从节点电压高的一端流向节点电压低的一侧，节点电压有效值的变化，也将使流经线路的无功功率随之发生变化。
电力系统的无功功率和电压调整
UL
U L k2
(UGk1
PR QX UN
)
/
k2
要改变负荷点电压： ➢改变 UG－借改变发电机机端电压调压 ➢改变k1， k2 －借改变变压器变比调压 ➢改变Q－借无功补偿设备调压 ➢改变X－借串联电容调压 ➢组合调压
29
第三节 电力系统的电压调整
调压手段之一：借改变发电机端电压调压
实施：调节发电机的励磁 方式：机端无负荷时，调节范围95％～105％；
电力系统的电压调整 保证中枢点电压偏移不越 限
22
第三节 电力系统的电压调整
中枢点电压曲线的编制
目的：确定中枢点的电压允许变动范围 编制方法：根据各负荷点的负荷曲线和电压要求，
计及中枢点到负荷点的电压损耗，从而确定对中 枢点电压的要求。
举例说明
中枢点 i
U ij U ik
负荷点
j
k 负荷点
静止调相机（Statcom）
11
第一节 电力系统中无功功率的平衡
静止补偿器
可吸可发感性无功； 只能发感性无功；
连续调节
不能连续调节
可吸可发无功； 连续调节
12
第一节 电力系统中无功功率的平衡
静止调相机
A
.
R<<X
I k:1
a
. . UA
I
jX L
逆变器
理想变 k:1
.
C
Ua
.
I
.
kUa
.
U A
电压调整的必要性 电压波动和电压管理 电压调整的手段
18
第三节 电力系统的电压调整
3.1电压调整的必要性
电压调整的含义：在正常运行状态下，随着负 荷变动及运行方式的变化，使各节点电压在允 许的偏移范围内而采取的各种技术措施
无功功率与电压的关系
无功功率与电压的关系摘要：电压和频率是衡量电能质量的重要指标，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为额定值时才能有最好的安全运行和经济指标。
但是在电力系统的正常运行中，用电负荷和系统运行方式是经常变化的，由此引起电压发生变化，不可避免地出现电压偏移。
而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功率输出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，否则就会偏离额定值。
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；电压控制；引言：电力系统能够有效和可靠的运行，就要求无功功率的控制满足以下三方面条件：一、系统中无功功率能够满足所有电力设备需求；二、为保证最大限度利用输电系统，应加强系统稳定性；三、应使无功功率传输最小。
正文：1 无功功率的产生和吸收电力系统的无功功率的产生除了同步电机外，还有静电电容器、静止无功补偿器以及静止无功发生器，这四种装置又称为无功补偿装置。
除电容器外，其余几种既能吸收容性无功又能吸收感性无功。
2系统的无功功率对电压的影响2.1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:QGN = S GN sinφN = PGN tanφN (1)式中: S GN , PGN ,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:QM = Qm + Qσ = U2 / Xm + I2 Xσ (2)式中:Qm 为励磁功率, Xm 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。
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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
的无功功率分布，可以减少网络中的有功功率损耗和电压损耗，从而改善负荷用户的电压质量。
2、电力系统的无功功率电源有：
2.1、同步发电机
同步发电机目前是电力系统唯一的有功功率电源，它又是基本的无功功率电源。
它只有在额定电压、额定电流、额定功率因数下运行时，视在功率才能到达额定值，发电机容量才能得到最充分的利用。
当电力系统中有一定备用有功电源时，可以将离负荷中心近的发电机低于额定功率因数运行，适当降低有功功率输出而多发一些无功功率，这样有利于提高电力系统电压水平。
2.2、同步调相机及同步电动机同步调相机是特殊运行状态下的同步电动机，可视为不带有功负荷的同步发电机或是不带机械负荷的同步电动机。
因此充分利用用户所拥有的同步电动机的作用，使其过激运行，对提高电力系统的电压水平也是有利的。
2.3、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（约占额定容量的0.3％～0.5％），投资也节省。
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。
它可以根。