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。
电力系统无功功率的平衡和电压的调整
（1）调节发电机励磁电流以改变发电机机端电压UG；
（2）适当选择变压器的变比K；
（3）改变网络参数R和X（主要是X），改变电压损耗 △U （4）改变功率分布P+jQ（主要是Q），使电压损耗△U 变化
22
第三节
电力系统的几种主要调压措施
一．改变发电机端电压调压
• 根据运行情况调节励磁电流来改变机端电压。
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二、电压调整的基本原理
Ub
略去电力线路的电容功率，变压器的励磁功率和 网络的功率损耗
PR QX U b (U G k1 U ) / k2 U k k G 1 2 U G k1
21
电压调整的措施：
PR QX U b U k k2 G 1 U G k1
A
ห้องสมุดไป่ตู้DF
发电机的P-Q极限
10
2. 同期调相机
•同步调相机相当于只能发出无功功率的发电机。
•在过励磁运行时，它向系统供给感性无功功率而起无功
电源的作用，能提高系统电压； •在欠励磁运行时（欠励磁最大容量只有过励磁容量的
（50% ～65%）)，它从系统吸取感性无功功率而起无功
负荷作用，可降低系统电压。 •它能根据装设地点电压的数值平滑改变输出（或吸取） 的无功功率，进行电压调节。因而调节性能较好。
以滞后功率因素运行的用电设备所吸收的无功功率。 • 照明、电热，消耗感性无功QL小。
• 同步电动机，有励磁绕组，通过励磁电流的调节， 可以调节其输出无功的大小。过激运行，发QL ； 欠激运行，吸收QL 。在综合负荷中比例小。 • 异步电动机，消耗QL ，在综合负荷中比例很大。 • 综合负荷功率因素，0.6～0.9，滞后（感性无功）
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。
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【摘要】电网的无功补偿和电压调整对电力系统的稳定运行至关重要。
无功补偿能够提高电网效率，减少潜在的负载问题，同时增加电力系统的稳定性。
而电压调整则能保持电网中的电压稳定，确保电力设备正常运行。
常见的无功补偿设备包括静态补偿器和同步电容器，而电压调整方法主要有调压器和自动电压调整器。
为了优化电网运行，可以采取措施如降低电力损耗、减少电网压降以及提高电力负载能力等。
电网的无功补偿和电压调整对于保障电力系统的安全稳定运行具有重要意义，需要各方共同努力来提高电力系统的可靠性和效率。
【关键词】无功补偿、电压调整、电网、稳定运行、重要性1. 引言1.1 介绍电网的无功补偿和电压调整的重要性电网的无功补偿和电压调整在电力系统中起着至关重要的作用。
无功补偿能够提高电网的功率因数，减少线路传输损耗，提高系统的稳定性和可靠性。
而电压调整则可以确保电网中的电压稳定在合适的范围内，保障各类电气设备的正常运行，同时提高供电质量。
由于电力系统中无功功率不能直接通过输电线路传输，需要通过专门的无功补偿设备来进行调整；而电压调整则需要通过相应的控制方法和调节设备来实现。
通过优化电网的无功补偿和电压调整，可以有效提高电网的运行效率，降低系统的运行成本，并且减少供电事故的发生概率。
深入研究和实施电网的无功补偿和电压调整技术显得尤为重要，对于保障电网的持续稳定运行具有不可替代的作用。
2. 正文2.1 无功补偿的作用无功补偿是指在电力系统中通过补偿电网中存在的无功功率，以维持电网的正常运行和提高系统的功率因数。
无功功率是交流电路中在电压和电流的波形之间存在的相位差引起的功率，它并不完成有用功但会消耗系统的电能。
电网中存在大量的感性负载或容性负载时，会导致系统的功率因数下降，影响电网的稳定性。
通过无功补偿可以调节系统的功率因数，减少系统中的无功功率流动，提高系统的效率和稳定性。
无功补偿的作用主要包括以下几个方面：无功补偿可以提高系统的功率因数，减小线损、降低电网运行成本，提高系统的能效。
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。