1、電力系統(tǒng)電壓無(wú)功管理初探摘要：本文主要研究電力系統(tǒng)無(wú)功補(bǔ)償與電壓質(zhì)量的關(guān)系，并從實(shí)用的角度分析運(yùn)用合理的管理方式，實(shí)現(xiàn)有效的電壓控制和無(wú)功補(bǔ)償。在此基礎(chǔ)上，就如何保障電壓質(zhì)量、加強(qiáng)電壓和無(wú)功管理，提出了一些可行的措施。關(guān)鍵詞：無(wú)功無(wú)功補(bǔ)償電網(wǎng)電壓中圖分類號(hào)：U665.12文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1前言電力系統(tǒng)的無(wú)功補(bǔ)償與無(wú)功平衡，是保證電壓質(zhì)量的基本條件。有效的電壓控制和合理的無(wú)功補(bǔ)償，不僅能保證電壓質(zhì)量，而且提高了電力系統(tǒng)運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性和經(jīng)濟(jì)效益。因此，兩者是不可分割的。無(wú)功補(bǔ)償應(yīng)盡量按分區(qū)、分層、分站進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，做到就地平衡，以達(dá)到減少無(wú)功潮流的目的。不同電壓等級(jí)的變電站一般均應(yīng)配

2、置可投切的無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備；對(duì)10kV及以下配電線路，可適當(dāng)分散配置380V并聯(lián)電容器，其容量約為配變?nèi)萘康?.050.10；所有電力用戶均應(yīng)按全國(guó)供用電規(guī)則中的有關(guān)規(guī)定裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償設(shè)備使其功率因數(shù)達(dá)到規(guī)定值；在電網(wǎng)電壓支撐點(diǎn)和樞紐變電站中應(yīng)有適當(dāng)?shù)臒o(wú)功補(bǔ)償備用容量，以便適應(yīng)在運(yùn)行方式變化及事故時(shí)維持合格電壓的要求。2無(wú)功與電壓2.1負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性是指在頻率恒定時(shí)，電壓與負(fù)荷的關(guān)系，即U=f（P，Q）的關(guān)系。其中無(wú)功負(fù)荷與電壓之間的變化關(guān)系較為重要，因?yàn)樵陔妷鹤兓瘯r(shí)，無(wú)功負(fù)荷的變化遠(yuǎn)大于有功負(fù)荷的變化，而且無(wú)功負(fù)荷變化引起的電壓波動(dòng)也遠(yuǎn)較有功負(fù)荷大。2.1.1有功負(fù)荷的電壓靜

3、態(tài)特性有功負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性決定于負(fù)荷性質(zhì)及各類負(fù)荷所占的比重。同步電動(dòng)機(jī)的負(fù)荷完全與電壓無(wú)關(guān)，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（由于滑差的變化很小）的負(fù)荷基本上與電壓無(wú)關(guān)，因此可以將同步電動(dòng)機(jī)及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)的有功負(fù)荷近似地看作與電壓零次方呈正比，為了簡(jiǎn)化計(jì)算，近似地將這類負(fù)荷都看作與電壓的平方呈正比；電力線路損失在輸送功率不變的條件下，與電壓的平方呈反比（變壓器的鐵損與電壓的平方成正比，因其占總網(wǎng)損的一小部分，故忽略不計(jì)）。2.1.2無(wú)功負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性異步電動(dòng)機(jī)是系統(tǒng)中無(wú)功功率的主要消耗者，它決定著系統(tǒng)無(wú)功負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性。除電動(dòng)機(jī)外，變壓器、輸電線路也消耗一部分無(wú)功功率。系統(tǒng)的無(wú)功負(fù)荷靜態(tài)特性實(shí)際上是各種無(wú)

4、功負(fù)荷的綜合電壓靜態(tài)特性。2.2無(wú)功對(duì)電壓和線損的影響2.2.1無(wú)功與電壓在交流線路中，由于線路電阻和電抗的存在，在通過(guò)負(fù)荷功率時(shí)，在線路的電阻和電抗上就會(huì)產(chǎn)生壓降，由于負(fù)荷電流中存在著有功分量iR和無(wú)功分量iL，無(wú)功電流IL的存在，使總電流值加大。可以簡(jiǎn)化為U=iPR+iQX。當(dāng)線路輸送的有功功率一定時(shí)，電壓的損耗主要決定于無(wú)功功率；如果負(fù)荷的無(wú)功電流過(guò)大，在線路上會(huì)產(chǎn)生較大的壓降，會(huì)使線路末端電壓較低，電壓過(guò)低對(duì)用電設(shè)備會(huì)有嚴(yán)重的影響。在電網(wǎng)電壓偏低時(shí)，能否單純靠調(diào)整變壓器分頭（包括無(wú)勵(lì)磁調(diào)壓和有載調(diào)壓）來(lái)提高電壓？在調(diào)壓幅度不大，電網(wǎng)有足夠無(wú)功容量時(shí)是可以的；但如果電網(wǎng)缺乏無(wú)功，變壓器分

5、接頭上調(diào)，將會(huì)引起下一級(jí)變壓器和用電設(shè)備吸收更大的無(wú)功功率，由于無(wú)功差額增大將引起電壓進(jìn)一步下跌。因此，維持電壓水平的根本措施是增加電網(wǎng)的無(wú)功容量。2.2.2無(wú)功對(duì)電壓的影響（1）根據(jù)負(fù)荷的電壓靜態(tài)特性，當(dāng)一個(gè)地區(qū)無(wú)功過(guò)剩時(shí)，電壓將升高，無(wú)功不足時(shí)電壓將降低，故無(wú)功不平衡將引起電壓偏移。（2）由于無(wú)功潮流在電網(wǎng)中的流動(dòng)，產(chǎn)生電壓的降落，造成電壓偏移，V=QX。（3）由于無(wú)功負(fù)荷的變化，將引起電壓降的變動(dòng)，一般可用V%Q/Ps來(lái)計(jì)算（Q為變動(dòng)的無(wú)功負(fù)荷量；Ps為該結(jié)點(diǎn)的短路容量）。3電力系統(tǒng)電壓調(diào)整手段及相關(guān)的管理措施綜述3.1調(diào)壓方式電壓是電能質(zhì)量的重要指標(biāo)之一。傳統(tǒng)的電能質(zhì)量包含頻率、電壓和

6、可靠性三個(gè)方面。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，人們對(duì)電能質(zhì)量有了更全面的認(rèn)識(shí)和更高的要求。電壓質(zhì)量對(duì)電網(wǎng)的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，對(duì)保證用戶安全生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量以及電氣設(shè)備的安全與壽命有重要影響。3.2調(diào)壓方法電壓調(diào)整是一個(gè)復(fù)雜的問(wèn)題，因?yàn)檎麄€(gè)系統(tǒng)的每個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓都不相同，用戶對(duì)電壓的要求也不一樣，所以不可能在系統(tǒng)一、二處調(diào)整就能滿足每一個(gè)結(jié)點(diǎn)的電壓要求。電壓的調(diào)整應(yīng)根據(jù)系統(tǒng)的要求視不同情況采用不同方法。加強(qiáng)網(wǎng)架建設(shè)、完善電網(wǎng)結(jié)構(gòu)、優(yōu)化無(wú)功電源配置，是做好地區(qū)電網(wǎng)電壓質(zhì)量調(diào)控工作的基本條件。電壓調(diào)整的方法具體有：（1）增減無(wú)功功率進(jìn)行電壓調(diào)整，如調(diào)相機(jī)、并聯(lián)電容器、并聯(lián)電抗器的調(diào)壓；（2）改變有功和無(wú)功

7、的重新分布進(jìn)行電壓調(diào)整，如調(diào)壓變壓器、改變變壓器分接頭的調(diào)壓；（3）改變網(wǎng)絡(luò)參數(shù)進(jìn)行電壓調(diào)整，如串聯(lián)電容器、停投并列運(yùn)行變壓器的調(diào)壓。3.3相關(guān)的管理措施事實(shí)上，電壓調(diào)整是一個(gè)比頻率調(diào)整更為復(fù)雜的問(wèn)題，也是電力需求側(cè)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容。電網(wǎng)的無(wú)功補(bǔ)償和調(diào)壓手段，是保證電壓質(zhì)量的基本條件。但忽視了用戶這一重要環(huán)節(jié)，也很難真正把電壓調(diào)控好。（1）合理安排電網(wǎng)運(yùn)行方式，做好無(wú)功功率平衡的日、月、季、年的平衡計(jì)劃，是做好電網(wǎng)無(wú)功功率分層、分區(qū)、就地平衡的基礎(chǔ)工作。（2）電網(wǎng)每一結(jié)點(diǎn)電壓質(zhì)量的好壞除了與調(diào)壓設(shè)備有關(guān)外，與電網(wǎng)調(diào)度員及變電站運(yùn)行人員對(duì)電壓的監(jiān)視和及時(shí)調(diào)整也關(guān)系重大。為了做好調(diào)壓工作，調(diào)度部

8、門要合理安排電網(wǎng)的運(yùn)行方式，并切實(shí)做好下列準(zhǔn)備工作：1）編制全網(wǎng)日、周、月、季、年無(wú)功負(fù)荷曲線；2）編制全網(wǎng)各縣區(qū)無(wú)功平衡表；3）編制與下達(dá)骨干水電站及樞紐變電所的無(wú)功電壓曲線或無(wú)功負(fù)荷曲線；4）編制電壓監(jiān)視點(diǎn)的電壓曲線；5）合理選擇各發(fā)電站及中樞點(diǎn)變壓器的分接頭。4結(jié)束語(yǔ)電壓和無(wú)功管理是電網(wǎng)技術(shù)管理的重要內(nèi)容,對(duì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、人們的生活關(guān)系緊密,影響重大,因此,加強(qiáng)無(wú)功管理,提高供電質(zhì)量具有非常重要的意義和影響,供電部門應(yīng)該努力做好。同時(shí)電網(wǎng)容量的不斷擴(kuò)大，系統(tǒng)峰谷差大的矛盾也愈發(fā)突出，抽水蓄能電站的興建成了解決這一矛盾的有效途徑。而電網(wǎng)主設(shè)備的故障搶修，大電力用戶的臨時(shí)停產(chǎn)，都給電網(wǎng)的電壓調(diào)整增加了難度。在系統(tǒng)谷期，電網(wǎng)某些結(jié)點(diǎn)的電壓偏移甚至到了威脅電氣設(shè)備安全運(yùn)行的水平，當(dāng)值調(diào)度員對(duì)電網(wǎng)某些結(jié)點(diǎn)電壓可能出現(xiàn)嚴(yán)重偏移應(yīng)有充分的預(yù)見(jiàn)性