线路中的自然功率
线路无损 线路为无功电源
线路为无功负荷
2.电压调整的必要性
电压偏移的影响
当运行电压偏离额定值较大时，技术经济指标就会恶化。 发电厂厂用电中由电动机驱动的辅机，其机械转矩与转速的
高次方成正比，电压降低滑差增大，转速降低，输出功率迅 速减少，将影响汽轮、锅炉的工作，严重情况下将造成安全 问题。
分级补偿原则。
3.电压管理与电压调整
▪ 无功功率管理的具体措施包括：
（1）电力用户的功率因数达到0.95以上； （2）分散安装电容器，就地供无功功率。 （3）在一次及二次变电所的低压母线上安装电容器，枢纽
变电安装调相机。在有无功冲击负荷的变电所以及超高压 送电线末端宜安装静止无功补偿器； （4）对于水、火联合电网，枯水期利用水电机组调相运行， 丰水期利用火电机组调相运行，供出感性无功功率； （5）同步电动机过激运行，供出感性无功功率。
U1
U2
U3
U1点电压太高 U1
U4=UN
U2 U3
U1=UN U4点电压太低
U1 U2 U3
沿线路各点电压的变化
U4 U4 U4
2.电压调整的必要性
▪ 无功功率与电压关系
▪ 有功功率平衡是全系统的平衡，且全系统只有一个频 率，在一个频率下的平衡。
▪ 无功功率平衡:电力系统的电源必须发出足够的无功 功率以满足用户与网络的需要，这就是无功功率平衡。
▪ 无功功率平衡是在一个电压下的平衡，无功功率不足 将导致节点电压的下降；无功功率平衡要满足众多的 节点电压的要求，除了对全系统需要平衡以外，地区 系统也需要平衡。
2.电压调整的必要性
无功功率与节点电压的关系：
KI II
KII III
G UG T1
A
PL+jQL
L1
T2 U L2
（a）
B
X GU* G r XT1* jxX L1* P XjTQ2*
▪ 一般选择下列母线为电压中枢点： （1）区域性水、火电厂的高压母线； （2）枢纽变电站二次母线； （3）有地方负荷的发电厂母线。
变压器的运行电压偏低，若负载功率不变，致使输出电流增 加，使绕组过热。电压偏高，励磁电流增大，铁芯损失增加， 温升增高，严重情况下引起高次谐波共振。
由于局部地区无功不足，运行电压严重低下，一些变电所在 负荷的微小扰动下会出现电压大幅度下滑，以至失压，即所 谓电压崩溃 。
2.电压调整的必要性
电压偏移的最大允许范围：±5%
无功功率的平衡 电压调整的必要性 电压管理与电压调整
1.无功功率平衡
▪ 电力系统中的无功电源
▪ 一是同步发电机以及过激运行的同步电动机，
Q (40 60)% P
SGN PG2N QG2N PGN 1 tg 2N QGN SGN sin N PGN tgN
▪ 二是无功补偿电源包括电容器、静止无功补偿 器和同步调相机，
UA
1.0 1.0
U
(b)
2.电压调整的必要性
▪ 负荷分类及其对电压影响的控制 ▪ 电力系统中负荷的变动以及由此而引起的变电所母线
的电压变动可以分为两类：
由生产、生活和气象变化引起的 负荷功率的变化。
后果
母线电压偏移
改善
调节变压器分接头，投切电 容器以及调节发电机母线电 压
负荷功率具有冲击性或 间歇性
SN
S SN
M var
1.无功功率平衡
▪ 电力线路中的无功功率损耗：串联电抗中的
无功功率损耗（感性）与并联电纳中的充电 功率（容性）。
QLX
3I 2 X
P2 Q2 U2
X
QLC U 2 B
功率损耗
充电功率
P P P P P P
QLX QLC QLX QLC QLX QLC
得出：
P UGU sin
X
Q UG cos U U
X
说明：电网节点电压的变动会引起无功功率潮流的变化。
PL jQL
2.电压调整的必要性
电力系统特性曲线
负荷特性曲线
Q S
Q
S'
L'
L
L
S
A''
1.0
A
1.0
A' A
无功功率平衡点
负荷节点电压 U A
0
1.0
(a)
U0
电力系统Q-U特性
U
' A
U& X
X1 X2
I&0
I&
R S
异步电动机消耗的无功功率：
QD
U2 X
I 2 X1
X2
激磁无功功率
定、转子漏抗中消耗的无功功率
1.无功功率平衡
▪ 变压器中的无功功率损耗：励磁损耗与绕组
漏抗损耗，后者与受负载大小有关。
励磁损耗 绕组漏抗损耗
QYT
I0 % 100
SN
M var00
后果 母线电压波动
改善
安装静止无功补偿器 一类的动态补偿器 安装串联电容
2.电压调整的必要性
▪ 电力系统中无功功率电源不足，系统节点电压 就要下降。
▪ 电力系统必须具备足够的无功电源才能维持所 要求的电压水平，以满足系统安全稳定运行的 要求。
2.电压调整的必要性
▪ 电力系统的无功平衡与补偿 ▪ 无功补偿容量的配置应取分区平衡、
▪ 协调配合，统一调度与分散控制相结合。
3.电压管理与电压调整
▪ 电压控制的目的
（1）保持电网枢纽点电压水平，保证电力系统稳 定运行；
（2）保持供电电压的正常范围，保证用户的供电 质量；
（3）减少网络损耗； （4）在偶然事故下快速强行励磁，防止电力系统
瓦解 。
3.电压管理与电压调整
▪ 中枢点电压管理
U&G U U U
P R QX U
jU
j P X QR
（b）U
UX L2*
PL jQL
当电抗远大于电阻时：
U&G
U
QX U
j
PX U
2.电压调整的必要性
A
B
UG r jx P jQ U
当电抗远大于电阻时：
U&G
U
QX U
j
PX U
其中： U&G UG cos jUG sin
同步调相机
Q
UI
(Eq
U )U
EqU
U2
xd
xd xd
▪ 三是110kV及以上电压线路的充电功率。
1.无功功率平衡
▪ 电力系统中的无功负荷与无功损耗： 1）用户与发电厂厂用电的无功负荷（主要是异
步电动机）； 2）线路和变压器的无功损耗； 3）并联电抗器的无功损耗。
1.无功功率平衡
▪ 异步电动机的等值电路：
3.电压管理与电压调整
▪ 电力系统的电压一般采取分级管理。
▪ 发电厂和有调压能力的变电所按调度所规定的 电压曲线调整无功功率和电压。
▪ 地区调度所监控地区网络的电压、用户电压及 其功率因数。实现无功功率就地平衡。
▪ 中心调度所着重监控主网的电压水平。协调全 网有广泛影响的调压措施，合理分配无功出力 和调整无功潮流。