论无功功率的调节

论无功功率的调节

> 张洪涛

（洋县水电局，陕西洋县723300）

摘要：调整并网小型水电站的主变压器分线接头位置，使发电机的母线运行电压高于额定值，是确保和增发无功发电量的最佳方式。

关键词：主变压器分线接头；运行电压；无功功率

1 问题的提出

目前，已并网的小型水电站普遍存在着无功欠发问题，随着市场经济的建立，电力市场供用电矛盾发生了深刻的变化，由原来的严重缺电转变成为小水电发电受到限制和制约。增发无功电量常用的方法有：减少有功出力增发无功出力及增加励磁电流增加无功出力。而在电站运行上以前者较多，使水能资源浪费和电站经济效益受损。有的并网发电的小型水电站在讯期抢发有功电量，在非汛期多发无功电量，但是在以月为考核条件下，欠发的无功电量往往不能解决。那么为什么会出现欠发无功电量呢？有的小水电站在额定出力时欠发无功电量，如果发电设备质量没有问题，则是运行管理方面的原因。所以弄清无功功率与各种因素的关系，对于灵活处理无功发电量的不足，提高水电站发电效益有较大的促进作用。

2 基本概念

的由《电机学》中同步发电机运行特性知，隐极式发电机忽略电枢电阻r

a

影响有：

电磁功率P

em

输出功率P

式中m——功率系数；

E

——运行励磁电势；

U——瞬时运行电压；

——发电机交轴电抗；

X

t

I——瞬时运行电流；

φ——瞬时运行相角；

θ——瞬时运行功角。

由矢量图可以看出：当有功功率和运行电压不变时，有功电流Icosφ＝常数，定子电流I的变化轨迹为一条与电压矢量平行的直线CD，矢量IX

垂直于电

t

流矢量I。由此可知：

发生变化时，发电机的定子电流和功率因数随之变（1）当调节励磁，使E

化。

（2）当运行电压变化时，发电机的定子电流和功率因数也随之变化。

（3）由矢量图可以得出：

3 无功功率与各种因素的关系

（1）在额定功率和额定励磁时机组端电压变化对无功出力的影响。

因为P＝P

n ，E

＝E

0n

，由（1）式得：

综上所述得以下递推关系：

式中 Q——瞬时无功功率

Q

n

——额定无功功率

I——瞬时运行电流

I

n

——额定电流

在额定功率和额定励磁时机组端电压变化对无功出力的影响见表1。由表1可以看出励磁不变时提高运行电压可以增加无功功率，运行电压增加5％，无功功率增加5％。

表1 在额定功率和额定励磁时机组端

（2）在额定功率和额定电压时励磁变化对无功出力的影响

在额定功率和额定电压时励磁变化对无功出力的影响见表2。由表2可以看出当运行电压不变时提高励磁可以增加无功功率，励磁增加5％，无功功率增加14％，励磁不够，无功功率就难以达到额定值。

（3）在额定励磁和额定电压时有功功率变化对无功功率的影响

综上所述得以下递推关系：

在额定励磁和额定电压时有功功率变化对无功功率的影响见表3。由表3可以看出，当减少有功功率时可以增加无功功率，有功功率减少5％，无功增加

10％。

（4）在额定电压和额定功率因数时励磁变化对有功出力的影响

在额定电压和额定功率因数时励磁的变化对有功出力的影响见表4。由表4可以看出在额定电压和额定功率因数时当励磁减少5％，有功功率减少8％。

（5）在额定功率时增加励磁和提高运行电压对无功出力的影响

因为P=P

，由（1）式得：

n

在额定功率时增加励磁和提高运行电压对无功出力的影响见表5。由表5可知在额定功率时，励磁增加3％和提高运行电压5％，可以增加无功13％。

4 结论

经过以上分析可知，影响无功出力的主要因素是励磁和运行电压。额定励磁达不到往往是产品质量问题，而增加励磁可以使无功功率增加较大，但是运行电

流相应增加使得运行环境温度上升，运行人员都不采用；减少有功出力会损失水能资源，特别是无调节水电站。所以提高运行电压是增加无功功率的最佳方式。比较结果见表6。

并网的小型水电站，运行电压是随大电网的电压变化而变化的，电网电压升高则电站的运行电压同时升高。规程规定10～35kV电网电压波动范围是－5％～＋5％，小型水电站长期运行的最高电压为额定电压的1.1～1.15，所以电网电压不变时调整电站主变压器的分线头位置，使电站发电机的母线电压高于额定值，那么功率因数将始终低于额定值，此时无功电量将会满发和超发。

参考文献：

［1］许实章．电机学，下册［M］．北京：机械工业出版社，1981．

［2］水电站机电设计手册编写组．水电站机电设计手册［M］．北京：水利电力出版社，1982．