文档介绍：电力系统稳态分析
第六章第六章 电力系统无功功率和电压调整电力系统无功功率和电压调整
主讲：王瑞明
******@
电气工程学院
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
第六章第六章 电力系统无功功率和电压调整电力系统无功功率和电压调整
本章的主要内容
介绍无功功率与系统电压的关系；
了解无功电源和无功负荷的特性；
系统中各种调压方式及其调压原理；
利用发电机、变压器及并联、串联无功补
偿装置进行系统的电压调整。
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
电压是电力系统电能质量的另一个重要指标。由
于线路和变压器中电压损耗与通过它们的功率有关，
而在高压系统中又主要决定于通过的无功功率，因此
，电压的调整和控制与系统中无功功率的分布密切相
关。
无功功率和电压的控制与有功功率和频率的控制
之间的区别
（1）在稳态情况下，全系统各点的频率是相同的，
但各点的电压则不同。
（2）调整电压的手段除了各个发电机以外，还有大
量的无功补偿设备和带负荷调整分接头变压器，它们
分散在整个电力系统中。
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
§ 电力系统无功功率的平衡
一、电压偏移造成的影响和容许电压偏移
电气设备都是按照额定电压来设计的。实际运行
电压高于或低于它的额定电压，则运行性能和效率将
有所下降，并可能影响到使用寿命甚至使设备损坏。
电压低于额定电压时，对感应电动机来说，其转
差率将增大，从而使绕组中的电流增加，使绕组电阻
中的损耗加大，引起效率降低、温升增加并使寿命缩
短。而且，由于转差率增大，其转速下降，使电动机
的输出功率减少，从而使产品的产量和质量降低。电
动机的起动过程将因电压低而加长，在电压过低的情
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
况下有可能在起动过程中因温度过高而烧毁。
对于火力发电厂来说，由电动机所驱动的风机和
给水泵等厂用机械出力将因转速的降低而减少，结果
使锅炉和汽轮机的出力降低。
当电压过低时，电弧炉所消耗的有功功率减少，
使金属在其中的冶炼时间增加从而影响产量。
对于白炽灯来说其发光效率将降低；各种电子设
备将不能正常工作，等等。
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
运行电压高于额定电压所引起的主要危害是使电
气设备的绝缘性能降低，并影响到使用寿命。如果电
压过高，则可能使绝缘击穿，从而使设备损坏。
另外，当电压高于额定电压时，变压器和电动机
铁芯的饱和程度增大，使铁芯损耗增加；白炽灯的寿
命则因电压过高而明显降低，例如，当电压高出10%
时，寿命将缩短一半。
为了避免电压偏移造成很大的影响，各国电网都
规定电压偏移的容许范围。我国在《电力系统电压和
无功电力技术导则》中规定：
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
各电压等级用户的容许电压偏移
用户电压等级 容许电压偏移
35kV及以上用户 正负偏差绝对值之和不超过10%
20kV及以下用户 ±7%
380V电力用户 ±7%
220V单相供电用户 -10%～+7%
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
对于发电厂和变电所的母线，也规定了它们的容
许电压偏移范围。330kV和500kV母线最高不超过额定
电压的110%；发电厂和500kV变电所的220kV母线容许
电压偏移为0%～10%；110kV和35kV母线的容许电压偏
移为－3%～7%；20kV母线的电压则应使所供给的全部
高压和低压用户满足上表所规定的要求。
主讲教师 王瑞明 2013年6月3日星期一
二、无功功率负荷和无功功率损耗
1、无功功率负荷
在各种用电设备中，除了白炽灯和电热器等电阻
性负荷只取用有功功率以外，其它都需要从电网吸收
感性无功功率才能运行，尤其是感应电动机。
1）感应电动