電力系統(tǒng)電壓與無功補償

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1、電力系統(tǒng)電壓與無功補償現(xiàn)代生產(chǎn)和現(xiàn)代生活離不開電力。電力部門不僅要滿足用戶對電力數(shù)量不斷增長的需要，而且也要滿足對電能質(zhì)量上的要求。所謂電能質(zhì)量，主要是指所提供電能的電壓、頻率和波形是否合格，在合格的電能下工作，用電設(shè)備性能最好、效率最高，電壓質(zhì)量是電能質(zhì)量的一個重要方面，同時，電壓質(zhì)量的高低對電網(wǎng)穩(wěn)定、經(jīng)濟運行也起著至關(guān)重要的作用。信息請登陸:輸配電設(shè)備網(wǎng)1.電壓與無功補償電壓顧名思義就是電(力)的壓力。在電壓的作用下電能從電源端傳輸?shù)接脩舳耍?qū)動用電設(shè)備工作。交流電力系統(tǒng)需要電源供給兩部分能量，一部分將用于作功而被消耗掉，這部分電能將轉(zhuǎn)換為機械能、光能、熱能或化學(xué)能，我們稱為“有功功率”

2、。另一部分能量是用來建立磁場，用于交換能量使用的，對于外部電路它并沒有作功，由電能轉(zhuǎn)換為磁能，再由磁能轉(zhuǎn)換為電能，周而復(fù)始，并沒有消耗，這部分能量我們稱為“無功功率”，無功是相對于有功而言，不能說無功是無用之功，沒有這部分功率，就不能建立感應(yīng)磁場，電動機、變壓器等設(shè)備就不能運轉(zhuǎn)。在電力系統(tǒng)中，除了負荷無功功率外，變壓器和線路的電抗上也需要大量無功功率。國際電工委員會給出的無功功率的定義是：電壓與無功電流的乘積為無功功率。其物理意義是：電路中電感元件與電容元件活動所需要的功率交換稱為無功功率。電容和電感并聯(lián)接在同一電路時，當(dāng)電感吸收能量時，正好電容釋放能量;電容和電感并聯(lián)接在同一電路時，當(dāng)電感

3、吸收能量時，正好電容釋放能量;電感放出能量時，電容正好吸收能量。能量就在它們中間互相交換。即電感性負荷所需的無功功率，量時，電容正好吸收能量。能量就在它們中間互相交換。即電感性負荷所需的無功功率，可以由電容器的無功輸出得到補償，因此我們把具有電容性的裝置稱為“無功補償裝置”可以由電容器的無功輸出得到補償，因此我們把具有電容性的裝置稱為“無功補償裝置”。電力系統(tǒng)常用的無功補償裝置主要是電力電容器和同步調(diào)相機功率若電力負荷的視在功率為S，有功功率為P，無功功率為Q，有功功率、無功功率和視在功率之間的關(guān)系可以用一個直角三角形來表示，以有功功率和無功功率各為直角邊，以視在功率為斜邊構(gòu)成直角三角形，有

4、功功率與視在功率的夾角稱為功率因數(shù)角。有功功率與視在功率的比值，我們稱為功率因數(shù)，用cosf表示，cosf=P/S。它表明了電力負荷的性質(zhì)。P=UIcosfQ=UIsinfS=(P2+Q2)1/2=UI有功功率的常用單位為千瓦(kW)，無功功率為千乏(kvar)，視在功率的單位為千伏安(kVA)。無功功率按電路的性質(zhì)有正有負，Q為正值時表示吸收無功功率，Q為負值時表示發(fā)出無功功率，在感性電路中，電流滯后于電壓，f＞0，Q為正值。而在容性電路中，電流超前于電壓，f<0，Q為負值。這就是人們通常稱電動機等設(shè)備“吸收”無功而電容器發(fā)出“無功”的道理。2.電壓水平與無功功率補償當(dāng)輸電線路或變壓器傳輸

5、功率時，電流將在線路或變壓器阻抗上產(chǎn)生電壓損耗，下面以一條輸電線路為例來分析這個問題。一段輸電線路的單相等值電路，其中R、X分別為一相的電阻和等值電抗，U1、U2為首未端相電壓，I為線路中流過的相電流。為了說明問題，以線路末端電壓U2為參考軸，設(shè)線路電流I為正常的阻感性負荷電流，它滯后于U2一個角度f，電流流過線路電阻產(chǎn)生一個電壓降IR，它與電流向量同方向，同時，線路電流也在線路上產(chǎn)生一個電壓降IX，它超前于電流向量90度,U1就是U2、IR、IX三個電壓的和。線路的電壓損耗DU為電壓DU1和DU2之和，U1=IRcosf，DU2=IXsinf，所以線路的電壓損耗為DU=DU1+DU2=I(

6、Rcosf+Xsinf)，如果電流I用線路末端的單相功率S和電壓U2來表示，即P=U2Icosf,Q=U2Isinf則可得：DU=(PR+QX)/U2由此可見，電壓損耗由兩部分組成，即有功功率在電阻上的壓降和無功功率在電抗上的壓降。一般說來，在超高壓電網(wǎng)的線路、變壓器的等值電路中，電抗的數(shù)值比電阻大得多。所以無功功率對電壓損耗的影響很大，而有功功率對電壓損耗的影響則要小得多。因此，可以得出結(jié)論，在電力系統(tǒng)中，無功功率是造成電壓損耗的主要因素。從前面的分析我們知道，當(dāng)線路、變壓器傳輸功率時，會產(chǎn)生電壓損耗，因而影響了電網(wǎng)各處電壓的高低。如果能改變線路、變壓器等電網(wǎng)元件上的電壓損耗，也就改變了電

7、網(wǎng)各節(jié)點的電壓狀況。由電壓損耗表達式DU=(PR+QX)/U可知，要改變電壓損耗有兩種辦法。（1）改變元件的電阻；（2）改變元件的電抗，都能起到改變電壓損耗的作用。可采取的一種辦法是增大導(dǎo)線截面減小電阻以減小電壓損耗，這種辦法在負荷功率因數(shù)較高、原有導(dǎo)線截面偏小的配電線路中比較有效。適宜負荷不斷增加的農(nóng)村地區(qū)采用。而電網(wǎng)中用的最多的辦法是減少線路中的電抗，在超高壓輸電線路中廣泛采用的分裂導(dǎo)線就可以明顯降低線路