如何保证系统无功功率平衡？

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：所谓无功功率的平衡就是要使系统的无功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中无功损耗相平衡。如系统电源所能供应的无功功率仅为∑QGc，则无功功率虽也能平衡，平衡条件所决定的电压将为低于正常的电压U。从而可见，系统中应保持一定的无功功率备用，否则负荷增大时，电压质量仍无法保证。这个无功功率备用容量一般可取最大无功功率负荷的7%～8%。

所谓无功功率的平衡就是要使系统的无功电源所发出的无功功率与系统的无功负荷及网络中无功损耗相平衡。用公式表示为

式中　QGc——电源供给的无功功率，它包括发电机供给的无功功率QG和补偿设备供给的无功功率Qc两部分。Qc又分调相机供给的Qc1和并联电容器供给的Qc2。

因此有

负荷消耗的无功功率QL可按负荷的功率因数计算。我国现行规程规定，由于35kV及以上电压级直接供电的工业负荷，功率因数不得低于0.9；其他负荷，功率因数不低于0.85。

ΔQΣ为无功功率损耗，包括三部分，即

式中　ΔQT——变压器中的无功功率损耗；

　　　ΔQX——电力线路电抗中的无功功率损耗；

　　　ΔQb——电力线路电纳中的无功功率损耗，其属于容性的，一般只计算电压为110kV及以上电力线路的充电功率。

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图5-8　无功功率平衡和系统电压水平的关系

应该强调指出，进行无功功率平衡计算的前提应是系统的电压水平正常，如不能在正常电压水平下保证无功功率的平衡，系统的电压质量总不能保证。例如对图5-8所示的无功功率负荷（包括损耗）静态电压特性，如系统电源所能供应的无功功率为∑QGcN、由无功功率平衡的条件决定的电压为UN，设这电压对应于系统的正常电压水平。如系统电源所能供应的无功功率仅为∑QGc，则无功功率虽也能平衡，平衡条件所决定的电压将为低于正常的电压U。这种情况下，虽可采取某些措施，如改变某台变压器的变化以提高局部地区的电压水平，但如不能增加系统电源所能供应的无功功率QGc，则系统的电压质量总不能获得全面改善。事实上，系统中无功功率电源不足时的无功功率平衡是由于系统电压水平的下降、无功功率负荷（包括损耗）本身的具有正值的电压调节效应使全系统的无功功率需求（∑QL＋ΔQ∑）有所下降而达到的。

从而可见，系统中应保持一定的无功功率备用，否则负荷增大时，电压质量仍无法保证。这个无功功率备用容量一般可取最大无功功率负荷的7%～8%。

【例5-1】某输电系统的接线图示于图5-9（a）中，各元件参数如下：

变压器T－1每台ΔP0＝47kW，ΔPS＝200kW，I0%＝2.7，US%＝10.5

变压器T－2每台参数同上。

线路每回每公里r0＝0.165Ω，x0＝0.41Ω，b0＝2.82×10－6S

试作无功功率平衡。

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