同步发电机吸收无功功率时以超前功率因数运行，即所谓的进相运行，其所能吸收的数量一般需要通过试验来决定。 2)同步调相机

同步调相机既可以用于发出无功功率，也可以用于吸收无功功率。即调相和聪够过激运行也能够欠激运行，过激运行能够发出额定容量功率，在欠激运行时所能吸收的无功功率为额定容量的60%左右。同步调相机的优点是调节比较灵活，不但可以用来拉制系统的电压，而且可以用于提高系统的稳定性。

其缺点是设备投资和维护费用高，因此，只在十分必要时才考虑采用。 3)并联电容器

并联电容器的费用比较低廉、能量损耗小，而且可以分散安装在用户、变电所和配电所中进行就近补偿，因此是应用最为广泛的无功补偿设备。 其主要缺点是:

发出的无功功率与电压的平方成正比，当电压降低时发出的无功显著减少，而这时正是系统需要无功电源的时候，反之电压增加时发出的无功显著增加，而这时正是系统需要减少无功电源的时候。

并联电容器只能成组地投入和切除而不能进行连续调节。 4）并联电抗器

并联电杭器主要用于补偿线路的充电功率，特别是在超高压长距离输电线路中，往往必须安装并联电抗器来吸收充电功率，以限制线路空载时末端的电压升高。 5)静止无功补偿器

静止无功补偿器(Static Var Compensator,缩写SVC)可以用于对无功功率进行连续和快速的调节，其性能与同步调相机相同，由于它由静止元件所组成，因此维护比较容易。

(三)无功功率的平衡

要使各用户和各母线的电压在容许的电压偏移范围内，首先必须满足系统的无功功率平衡，在此基础上，再采取适当的电压调整措施。

为了认识无功功率平衡与满足电压要求之间的关系，用单个发电机向一个综合负荷供电的藻单系统情况来加以说明。

设综合负荷在额定电压下需要的无功功率为QLN，如果发电机的额定无功容量QGN大

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于QLN，则显然借助于调节发电机的励磁电流，可以改变发电机的端电压，即对综合负荷供电的电压，使电压偏移在规定的容许范围内。

如果发电机的额定无功容量QGN小于QLN，而且一定要让发施机在额定电压下供给综合负荷所需要的无功功率，则发电机励磁绕组的励磁电流势必要超出它的额定值，使励磁绕组过载，而这是不允许的。结果，只得降低对综合负荷供电的电压，使得综合负荷按照它的静态电压特性减少所需要的无功功率，直到等于发电机所能发出的无功功率为止，即在较低的电压下满足发电机与综合负荷之间的无功功率平衡。所以说，系统在额定电压下的无功功率平衡，是保证电压质量的先决条件。

二、电力系统的电压调整 (一)、中枢点电压的管理

电力系统调压的目的是使用户的电压偏移保持在规定的范围内。

中枢点是少数能反映系统电压水平的有代替性的节点，一般选主要发电厂或枢纽变电所母线作为中枢点。

中枢点的电压确定了，其他节点电压也就确定了。

电力系统的电压管理和监视可以通过监视和调整中枢点的电压而实现。 中枢点:

1)大型水、火电厂的高压母线。 2)枢纽变电所的二次母线。

3)有大量地区负荷的发电厂机压母线。

中枢点的电压上限=负荷允许的最高电压+线路最大负荷产生的电压降落 中枢点的电压下限=负荷允许的最低电压+线路最小负荷产生的电压降落

显然在两个负荷最大、最小负荷功率变化大的时候可能没有公共部分，说明管理中枢点电压不能同时满足A, B两点的电压要求。只靠管理中枢点电压，不能满足电压要求，必须采取别的调压措施。

根据电网规划和运行的要求对中枢点的电压调整 提出原则性要求。一般中枢点的调压方式分为三类:

逆调压: Smax U0?(1?5%)UN ； Smin U0?UN 适用于供电线路长，负荷变动大的场合，电压要求高的场合。

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顺调压:

Smax U0?(1?2.5%)UN 电压不低于1.025UN Smin U0?(1?7.5%)UN 电压不高于1.075UN 适用于对供电线路短，负荷变化小，电压要求不高的场合。 恒调压:

Smax Smin U0?1.025UN

（二）电压调整的措施 1、利用发电机调压

现代同步发电机在端电压偏离额定值不超过士?5%的范围内，能够以额定功率运 行。

对于不同类型的供电网络，发电机调压所起的作用是不同的。

由孤立发电厂不经升压直接供电的小型电网，因线路不长，?U1不大，对发电机UG实现逆调压，就可以满足负荷点的电压质量要求，不必另加其它调压设备，这是最经济合理的调压方式。

另外在并联运行的发电厂中，调整个别发电厂的母线电压，会引起系统中无功功率的重新分配，也有可能同无功功率的经济分配发生矛盾。

因此大型电力系统中发电机调压一般只作为一种辅助性的调压措施。 2改变变压器变比调整电压 (1)变压器分接头选择 a降压变压器分接头选择 c 三绕组变压器 (2)有载调压变压器

可以带负荷切换分接头，调节范围比较大，一般在15%以上。我国暂定110kV级的 调压变压器有7个分接头，UN?3?2.5% ; 220kV级有9个分接头，UN?4?2.5%

根据计算分别选择各自合适的分接头，能缩小负荷电压的变化幅度，甚至改变电压变化的趋势。

(3)加压调压变压器

加压调压变压器主要用于改变环形网中的功率分布及网络电压。加压调压变压器有电源

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变压器和串联变压器组成。串联变压器的次级绕组串联在网络中，作为加压绕组，相当于在线路上串连了附加电势。改变附加电势的大小和相位就可以改变线路上电压的大小和相位。

a)纵向调压变压器

如将串联变压器反接，可以降低电压。纵向变压器只产生纵向电势，只改变线路电压的大小，不改变线路电压的相位，它的作用同具有调压绕组的调压变压器的一样。

b)横向变压器

加压绕组产生的附加电势的方向与线路的相位有90?的相位差，故称为横向电势。它能改变线路电压的相位，几乎不改变电压的大小。 c)混合型调压变压器

既有纵向串联加压变压器，又有横向串 连加压器。

加压调压变压器和主变压器配合使用，相当于有载调压变压器。对辐射调压设备，对于环形网除起调压可以改变网络中的功率分布。

注意： 调整变压器分接头调整电压，本质是通过改变变压器的匝数改变了变压器参数，从而引起无功功率的重新分配，并没有改变系统无功电源的总量。当系统无功功率充足时，这种调压方式有效。当系统无功不足时，这种调压方式有效;当系统无供不足时，靠调节变压器的分接头，只能满足局部电压要求，不能改变整个系统的电压水平，要从根本上改变系统的电压问题，要补偿无功功率装置。

3并联无功补偿装置

当系统无功功率不足时，只有并联无功补偿装置才能从根本上解决调压的问题。以简单系统为例说明如何根据电压的要求加装无功补偿容量。

三各种调压措施的比较及应用范围

1发电机调压因不增加费用，调节方便。在可能的情况下，优先利用。一般采用逆调压。 2变压器分接头

变压器分接头调压的本质是改变了变压器的匝数，引起电压的变化，进而引起全网络无功功率的分布变化。

当系统无功功率不足时，只凭调分接头电压是不行的，必须补偿无功功率，在无功充足的情况下，应首先调分接头。

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小结与要求

本章主要介绍了电力系统无功功率负荷及无功电源，并解释了无功功率与电压的关系，介绍了电力系统电压调整的措施及调压原理。

无功功率的平衡计算较有功功率的平衡计算复杂，因系统中无功电源不仅有发电机还，有调相机、电容器和静止无功补偿装置。而且无功功率的负荷除电动机负荷吸收大量的无功功率外，变压器和线路也有大量的无功损耗。

掌握逆调压、顺调压、恒调压的电压调整范围及适用场合。

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