1、第六章 无功平衡与电压调整,本章主要阐述电力系统中无功功率的最优分布和电力系统的电压调整两个问题， 而前者又可进而分为无功功率电源的最优分布和无功功率负荷的最优补偿两方面； 后者除个别调压措施外，还有几种调压措施的组合问题。,第一节 电力系统中无功功率的平衡,一、无功功率负荷和无功功率损耗 1无功功率负荷 工业或农业用户都以滞后功率因数运行，其值约为o.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。 无功功率负荷曲线的变化规律虽大体与有功功率相似，也并非完全亦步亦趋:大致可认为， 如白昼和傍晚有功功率负荷的峰值约相等,白昼无功功率负荷的峰值将大于傍晚；反之，如白昼有功功率负荷的
2、峰值远小于傍晚，白昼和傍晚无功功率负荷的峰值将约略相等,但无论是电力系统的运行或设计部门，一般都不编制无功功率负荷曲线而只编制无功功率平衡表或各枢纽点电压曲线。而且，这些表格或曲线也只是隔一段时间制作一次。对无功功率管理之所以与对有功功率不同，原因仍在于无功功率与有功功率本身性质的不同。 2变压器中的无功功率损耗变压器中的无功功率损耗分两部分，即励磁支路损耗和绕组漏抗中损耗。其中，励磁支路损耗的百分值基本上等于空载电流I。的百分值，约为1一2；绕组漏抗中损耗,在变压器满载时，基本上等于短路电压UK的百分值，约为10。因此，对一台变压器或级的网络而言,变压器中的无功功率损耗不大,满载时约为额定容
3、量的百分之十几.,对多电压级网络变压器中的无功功率损耗就相当可观 例如:,由此可见，系统中变压器的无功功率损耗占相当大比例，较有功功率损耗大得多. 3 电力线路上的无功功率损耗电力线路上的无功功率损耗也分两部分，即并联电纳和串联电抗中的无功功率损耗.,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。因此，线路作为电力系统的一个元件究竟消耗容性或感性无功功率就不能肯定。但如利用第二章第三节第四小节中曾作过简单介绍的自然功率的概念，可作一大致估计. 一般，通过110kv及以下线路输送的功率往往大于自然功率；通过500kv线路输送的功率大致等于自然功率,通
4、过220kv线路输送的功率则因线路长度而异.,二、无功功率电源 1、发电机,2、电容器和调相机 并联电容器只能向系统供应感性无功功率。它所供应的感性无功功率与其端电压约平方成正比 调相机实质上是只能发无功功率的发电机。它在过激运行时向系统供应感性无功功率。欠激运行时从系统吸取感性无功功率。欠激运行时的容量约为过激运行时容量的50%：这些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限些也就是作为无功功率电源的调相机的运行极限,3静止补偿器和静止凋相机 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。目
5、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) 目前常用的有晶闸管控制电抗器型(TCR型)、晶闸管开关电容器型（TSC型）和饱和电抗器型（SR型）,4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，它还有提高额送能力，降低过电压等作用。,三无功功率的平衙,第二节 电力系统中无功功率的最优分布,如前所述，无功功率的最优分布包括无功功率电源的最优分布和无功功率负荷的最优补偿两个方面。 但在讨论这两方面问题之前，有必要对提高负荷的自
6、然功率因数，即降低负荷对无功功率需求的重要性作一说明。因面对十分低劣的负荷自然功率因数谈论无功功率的最优分布，显然是舍本逐末。,但需指出，如上的分析并没有引入不等约束条件。实际计算时，当某一变量，例如QGi，逾越它的上限QGimax 或下限QGimin时，可取QGi QGimax或QGi QGimax。,第三节 电力系统的电压调整电压管理和 借发电机、变压器调压,一、调整电压的必要性 电力系统的电压和频率一样也需要经常调整。由于电压偏移过大时，会影响工农业生产产品的质量和产量，损坏设备，甚至引起系统性的“电压崩溃”，造成大面积停电。分别说明如下：系统电压降低时，发电机的定子电流将因其功率角的增
7、大而增大。如这电流原已达额定值，则电压降低后，将使其超过额定值。 为使发电机定子绕组不致过热，不得不减少发电机所发功率。相似地，系统电压降低后，也不得不减少变压器的负荷。,当系统电压降低时，各类负荷中占比重最大的异步电动机的转差率增大从而，电动机各绕组中的电流将增大，温升将增加，效率将降低，寿命将缩短，如图6-10所示。 而且，某些电动机驱动的生产机械的机械转矩与转速的高次方成正比，转差增大、转速下降时，其功率将迅速减少。而发电厂厂用电动机组功率的减少又将反而影响锅炉、汽轮机的工作，影响发电厂所发功率。 尤为严重的是，系统电压降低后，电动机的起动过程将大为增长，电动机可能在起动过程中因温度过高而烧毁。,综上可见，在保证系统中无功功率平衡的基础上，如同调整控制频率一样调整控制电压，使其偏移和波动保持在允许范围内，是系统运行的又一重要问题。,
