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
(一)无功负荷和无功损耗功率
有功功率确定后，负荷的无功功率由功率因素决定 ⑴我国关于负荷功率因数的规定
①高压供电的工业企业及装有带负荷调整电压设 备的用户，其功率因数应不低于0 于0.95； ②其它用户的功率因数不低于0.9； ③趸售和农业用户功率因数为0.8以上。
G~
.
.
l
U
E
jXd
jXL
.
I
jX
P+jQ
（a) 原理图
(b) 等值电路
.
U
P+jQ
图 5—25 简单电力系统
电流为I，U和I间的相角为φ，则发电机
电势和系统电压间的关系将为
E =U + jIX
向量图如下:
.
I
.
E
.
jIX
.
U
(c) 相量图
发电机经输电线向系统传送的有功功率PG 和无功功率QG为
P G =UI cos
G
sin Q UI
=
发电机电势和系统电压间的夹角为δ时
Esin= IX cos
cos
sin E
UI
于是可得
P G = sin
X
EU
2
QG = EU cos
X
U X
当有功功率不变时，发电机送至负荷点
的无功功率为
2
XXBiblioteka 若励磁电流不变，则发电机电势E为常数 ，无功功率就是电压U的二次函数，其特性 曲线如下
电力系统的电压与无功功率
一、电压调整的必要性 二、电力系统的电压特性 三、电力系统的无功功率 四、电力系统的电压管理 五、改变变压器分接头的调压方法 六、改变无功功率分布调压 七、改变网络参数调压
一、 电压调整的必要性
•电压偏移过大对电力系统本身以及用电设备会带来不良 的影响。 （1）电压过高，照明设备寿命下降，影响绝缘。 （2）电压过低，转矩下降，电机发热。 （3）系统电压崩溃 •不可能使所有节点电压都保持为额定值。 （1）设备及线路压降 （2）负荷波动 （3）运行方式改变 （4）无功不足
（二）无功功率电源
•电力系统的无功功率电源有发电机、同步调相机、电 力电容器及静止补偿器，后三种装置又称为无功补偿 装置。
1 1. 发电机
发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：
QGN = SGN sinN = P GNtgN
发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的无功
功率。
发电机的运行限制条件
定子绕组 温升约束
①SG≤SGN；
原动机功
②if ≤ ifN ；
率约束
③PG ≤ PGN ；
图5-28 发电机的P-Q极限
励磁绕组 温升约束
（1）当发电机低于额定功率因数运行时，能增加 输出的无功功率，但发电机的视在功率因取决于 励磁电流不超过额定值的条件，将低于其额定值。 定子容量得不到充分利用；
二、 电力系统的电压特性
㈠负荷无功功率―电压静态特性
定义：各种用电设备所消耗的无功功率随 电压变化的关系。 负荷的电压特性主要取决于异步电动机的 电压静态特性
异步电动机
Q M=Q m+Q U=2 +2I X Xm
电压下降,转差 增大,定子电流 增大.
图5-22 异步电动机的简化等值电路
受载系数:实际负载和额定负载之比.
(三) )无功功率平衡对电力系统电压的影响
电力系统的电压运行水平取决于发电机的
无功出力QG和综合负荷无功功率QLD （含网
络无功功率损耗）的平衡，如下图所示
结论
①造成电力系统运行电压下降的主要原因是 系统的电源无功功率不足； ②为提高电力系统的运行质量，减小电压的 偏移，必须使电力系统的无功功率在额定电 压或其允许电压偏移范围内保持平衡。
⑵无功功率损耗的主要组成
变压器无功功率损耗； 线路无功功率损耗。
变压器的无功损耗
2 2
U
I0% SN + US%S2
100
100SN
假定一台变压器的空载电流I0%=2.5，短路电压US%=10.5，
在额定满载下运行时，无功功率的消耗将达额定容量的13%。 如果从电源到用户需要经过好几级变压，则变压器中无功 功率损耗的数值是相当可观的。
（2）当发电机高于额定功率因数运行时，励磁电 流不再是限制条件，原动机的机械功率又成了限 制条件。定子和转子容量都得不到充分利用。
（3）发电机只有在额定电压、额定电流和额定功
率因数（即运行点C）下运行时视在功率才能达到
额定值，使其容量得到最充分的利用。
说明
①在有功备用较充裕时，可利用靠近负荷中 心的发电机降低功率因数运行，多发无功功 率以提高电力网的运行电压水平；
②远离负荷中心的发电厂不宜降低功率因数 运行。因为无功功率大量的、远距离传输， 会引起网络较大的有功和无功功率以及电压 损耗。
2. 同步调相机
•同步调相机相当于空载运行的同步电动机。
QG = （ EU ）2 X
P
2 G
U2 PG = 0 X
QCS = QG＝EU X
U2 X
•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。