图4-1 发电机的P-Q极限
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当系统中无功电源不足，而有功备用容量又较充足时， 可利用靠近负荷中心的发电机降低功率因数运行，多发无 功功率以提高电力系统的电压水平。但是发电机的运行点 不应越出P-Q极限曲线的范围。 发电机供给的无功不是无限可调的
2. 同步补偿机（调相机）
它是专门用来生产无功功率的一种同步电机。在过励 磁、欠励磁的不同情况下，它可分别发出或吸收感性无功 功率。而且，只要改变它的励磁，就可以平滑地调节无功 功率输出，单机容量也可以做得较大。通常，它可以直接 装设在用户附近就近供应无功功率，从而减少输送过程中 的损耗。但由于它是旋转电机，故有功功率损耗较大。
QGCQLD QL Qres QL QLTQL QB QGC QG QC
Q res >0表示系统中无功功率可以平衡且有适量的备用； Q res <0表示系统中无功功率不足，应考虑加设无功补偿 装置。
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要保持节点的电压水平就必须维持无功平衡，因而保持充 足的无功电源是维持电压质量的关键。
由于负荷的综合功率因数一般在0.6～0.9之间，多数在 0.7～0.8之间，加之线路无功损耗约为总无功负荷的25% ，变压器的总无功损耗最多可达总无功负荷的75%。因而 ，需要由系统中各类无功电源所供给的无功负荷最多可达 系统总无功负荷的两倍左右，而从数量级上看甚至与有功 负荷的两倍相接近。
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4. 静止补偿器
静止补偿器是20世纪60年代起发展起来的一种新型可控的静止无功 补偿装置，它简称为SVC。其特点是：利用晶闸管电力电子元件所组成的 电子开关来分别控制电容器组与电抗器的投切，这样它的性能完全可以 做到和同步补偿机一样，既可发出感性无功，又可发出容性无功，并能 依靠自身装置实现快速调节，从而可以作为系统的一种动态无功电源， 对稳定电压、提高系统的暂态稳定性以及减弱动态电压闪变等均能起着 较大的作用。
（1） FC-TCR型静止补偿器
（2）TSC-TCR型静止补偿器
图 FC-TCR型静止
图 TSC-TCR型静止
（3） 饱和电抗器型静止补偿器
补偿器的原理接线图
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（三)无功功率的平衡
电力系统无功功率平衡的基本要求：系统中的 无功电源可以发出的无功功率应该大于或至少等 于负荷所需的无功功率和网络中的无功损耗。
•无功功率与电压的关系
影响电力系统电压的主要因素是无功功率。
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一、电力系统 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 无功功率负荷是以滞后功率因数运行的用电设备（主
要是异步电动机，特别是当异步电动机轻载时，所吸收的 无功功率较多。 ）所吸收的无功功率。一般综合负荷的功 率因数为0.6-0.9。
电压中枢点是指那些可以反映和控制整个系统电压水 平的主要发电厂或枢纽变电所母线。因为很多负荷都由这 些中枢点供电，如能控制住这些电的电压偏移，也就控制 住了系统中大部分负荷的电压偏移。于是，电力系统电压 调整问题也就转变为保证各中枢点的电压偏移不超出给定 范围的问题。
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2、中枢点的调压方式 分为逆调压、顺调压和恒调压三类。
第四章 电力系统运行状况的优化和调整
• 基本概念： 电力系统无功功率平衡，电压中枢点，调压 方式，调压措施；频率调整，有功功率平衡，有功功率频率静态特性，频率的一次调整，频率的二次调整。
• 重点：电力系统无功功率平衡，中枢点电压的调整方式及 调整措施；有功功率平衡及其对系统频率的影响，频率的 一次调整和二次调整过程
绝大多数电力系统必须采取专门的无功功率补偿措施，才 能达到维持电压水平的目的。
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三、电力系统的电压管理
1、电压中枢点的选择
电力系统进行调压的目的，就是要采取各种措施，使 用户处的电压偏移保持在规定的范围内。
由于电力系统结构复杂，负荷较多，如对每个用电设 备电压都进行监视和调整，不仅不经济而且无必要。因此， 电力系统电压的监视和调整可通过监视、调整电压中枢点 电压来实现。
• 难点：电压调整的分析计算；频率的一次调整和二次调整 过程
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所谓优化，是指对系统中有功功率和无功功率的优化分配。 所谓调整，是指调整系统中的电压和频率
第一节 电力系统无功功率的平衡和电压调整
•电压偏移的影响
电力系统的电压需要经常调整。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。
线路，线路基本上既不消耗感性无功功率也不消耗容 性无功功率，呈电阻性； ➢ 线路大于300Km时，线路为电容性的。
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（二）无功功率电源
电力系统的无功功率电源包括发电机、调相机、并联 电容器和静止补偿器等。 1、发电机
发电机在额定状态下运行时，可发出无功功率：
Q G N S G sN i N n P G tN g N
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3、并联电容器
静电电容器可按三角形和星形接法连接在变电所母线
上。它供给的无功功率QC值与所在节点电压的平方成正比，
即：
Qc U2/Xc
➢缺点：电容器的无功功率调节性能比较差。 ➢优点：静电电容器的装设容量可大可小，既可集中使 用，又可以分散安装。且电容器每单位容量的投资费 用较小，运行时功率损耗亦较小，维护也较方便。
2、变压器的无功功率损耗
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％。
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3、电力线路的无功损耗
电力线路的无功损耗也分两部分：并联电纳和串联电抗中 的无功功率损耗。 并联电纳中的无功损耗又称充电损耗，与电力线路电压的 平方成正比，呈容性。 串联电抗中的无功功率与负荷电流的平方成正比，呈感性。 对线路不长，长度不超过100Km，电压等级为220Kv电力 线路，线路将消耗感性无功功率； ➢ 对线路较长，其长度为300Km左右时，对220Kv电力
逆调压：在大负荷时升高电压，小负荷时降低电压的调压方式。 在最大负荷时可保持中枢点电压比线路额定电压高5％，在最小负 荷时保持为线路额定电压。供电线路较长、负荷变动较大的中枢 点往往要求采用这种调压方式。