摘要：电压质量是电能质量的重要指标之一，电力系统无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件。保证供给用户的电压在许的范围内，电力系统运行调整的基本任务之一。电力系统的运行电压水平与无功功率的平衡密切相关：系统的无功电源比较充足，系统就有较高的运行电压水平，反之，无功不足就反映为运行电压水平偏低。因此力求实现在额定电压下的系统无功功率的平衡。
关键词：电力系统；无功补偿；电压调整
1 电力系统电压调整的必要性
电能质量直接决定了电压的稳定性，不符合质量标准的电压会损坏电网，影响用户的用电体验。
1.1 电网电压偏低
造成电网电压过低的原因。相关部门没有意识到养护维护无功补偿设备的重要性，或是不经常使用这些设备，这是造成这一现象的原因所在；除了人为因素之外，未按要求接电网线，或是随意放置变压器分接头，负荷功率因数偏高或是偏低，没有及时解决电力设备故障等，都是导致电网电压过低的原因。电网电压偏低的危害。电网电压过低造成的影响。在电压稳定的情况下，发电机的电流是一定的，如果发电机在系统电压变低的情况下，依然要保持正常运作状态的话，其定子电流和功率角都会变大，换言之，发电机的定子电流与功率角呈正相关关系。
1.2 电网电压偏高
在科学技术和社会经济发展到一定高度的今天，超高压电网内接入的大容量机组越来越多，电网线路的充电功率得到了大幅度的提升，导致超高压电网（200千伏～500千伏）出现了无功过剩的现象，进而使电压逐渐升高。在高压状态下，一般照明灯的寿命会大大降低，甚至直接报废；每增加百分之五的电压，电子设备的电子阴极的寿命就会降低百分之五十。
2 造成电压不稳的原因
造成电压不稳的原因相当复杂，比较主要的原因有：
（1）网络阻抗因少数设备的退出而发生明显的变化。
（2）受政策、气候、环境因素的影响而时常出现波动。
（3）网络阻抗以及功率分布因接线方式发生变化而出现巨变。
3电压调整的措施
（1）通过改变发电机端电压调压。在各种调压措施中，最直接最经济的手段是利用发电机调压，因为这是一种不需要额外投资的调压手段，所以应当优先考虑采用。发电机调整端电压是通过调节励磁从而改变无功功率出力来实现的，现代的同步发电机可在额定电压的95%～105%范围内保持以额定功率运行，也就是发电机保持同样出力的情况下，可以在10%范围内调节电压。在发电机不经变压器升压就向用户供电的简单系统中，如果线路不是很长、线路上电压损耗不是很大的情况下，一般只通过改变发电机励磁，改变其母线电压就可以将电压调整到合格的范围。但是在发电机经过多级变压器变换电压向远方供电的情况下，末端电压随着负荷的改变可能产生20%的电压变化，单依靠发电机调压显然不能保证这部分用户的电能质量，可采用其他调压方式共同调节。
（2）通过调整变压器分接头调整电压。双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高中压绕组一般都有若干个分接头可供选择，通过选择不同的分接头，使变压器变压比例发生变化，从而达到调压目的。在无功充裕的系统中，运用各种类型的有载变压器调压方便、有效，而且有些负荷不采用有载调压变压器几乎就无法获得负荷需要的电能质量，中低压配电网中因为输电线路电阻较大，通过无功功率调压往往效果不够好，经常不得不采用具有分接头的有载调压变压器。但是只有当无功充足时，用改变变压器变比调压才会有效，当系统无功不足时，必须先增设无功补偿设备。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆若在无功不足时调节变压器分接头升压，可能引起整个系统电压的“崩溃”，因为节点电压平方与无功功率成正比，若该点电压升上去了，则该点所需要的无功会更多，最终导致整个系统的电压继续下降，导致电压“崩溃”。
（3）通过补偿设备调压。系统中无功功率不够充分时，需要考虑运用各种补偿设备进行调压。这些补偿设备可分为两类，即串联补偿和并联补偿。所谓串联补偿就是指串联电容器补偿，但是作为调压措施，串联补偿电容器由于设计、运行等方面的原因，目前应用比较少。并联补偿指并联电容器、调相机和静止补偿器。并联电容器的优点：电容器可以根据需要连接成组，可以分组集中使用，又可以分散安装，就地提供无功，从而减少线路功率损耗和电压损耗； 电容器还可以做到随电压波动分组投切，再加上电容器运行损耗小，投资费用低，因此，电容器仍是目前电网中应用最普遍的无功补偿设备。无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。并联电容器的缺点：电容器只能发出感性无功功率以提高节点电压，不能吸收无功功率来降低节点电压，因此，在低负荷时，应当切除节点上的部分乃至全部电容器。调相机的优点：调相机的调压方式是借改变其励磁电流的大小来改变其供出或吸收的感性无功功率。在负荷较大时可以过励磁运行发出无功功率，在负荷较小时可以欠励磁运行吸收无功功率；可以通过调节调相机励磁，平滑地改变其无功功率的大小和方向，因此可以平滑地调节电压，既可以升压也可以降压；调相机还可以装设自动励磁调节装置，在电力系统电压变化时自动增减无功出力以维持系统电压，这对于提高电力系统运行的稳定性是有益的。调相机缺点：调相机的有功功率损耗比较大，在满负荷运行的情况下，有功功率损耗可以占到其额定容量的1.5%～5%，而且调相机容量越小，有功损耗所占比重越大。此外，调相机是旋转设备，运行的维护量也比较大。静止补偿器，静止补偿器是一种可控的动态无功补偿装置，其特点是将可控的电抗器与电容器并联使用，电容器发出无功，可控电抗器则可以吸收无功功率，根据无功负荷的变化情况进行调节，以保持母线电压的稳定。
4 无功补偿
所谓无功补偿，即在相关设备的支撑下，满足电网对无功功率的需求。具体来说，就是利用配套设备来控制电能损耗，增加系统功率因素，保证用户有良好的用电体验。
4.1 低压配电网无功补偿的方法
随机补偿：即直接在电动机上安装低压电容器组，以此对电机进行维护、控制、养护，达到随时投切的目的。
随器补偿：即在低压状态下，直接将低压电容器接在配电变压器上，以达到抵消配电变压器空载无功的效果。
跟踪补偿：即在大用户0.4KV母线上，以无功补偿投切装置和低压电容器组分别作为保护装置和补偿装置的方式。这种补偿方式具有理想的补偿效果，而且具有上述两种补偿方式的优点。
4.2 无功功率补偿容量的选择方法
增加功率因数是无功补偿容量的首要任务，补偿容量的选择有两种类型，下文将对这两种选择类型进行详细的分析和论述。多负荷补偿容量的选择。补偿前与补偿后的功率因数是选择多负荷补偿容量的重要依据。
5 结束语
电压是电能质量的重要指标，合格的电压对于社会生产和人民生活有着非常重要的意义。采取合理的措施保障合格的电压是电力部门的重要任务。在电网中增加功率因数，优化无功补偿，并非是一蹴而就的。本文对选择无功功率补偿容量的主流方法，及这些方法利弊进行了深入的分析，并介绍了三种常见的无功补偿措施。在实际设计中，要具体问题具体分析，使无功补偿应用获得最大的效益。
参考文献
[1]王梅义.大电网系统技术（第二版）.中国电力系统出版社，1975（06）.
[2]朱军飞.用电侧功率因数维持多少好[J].电力需求侧管理，2002（6）：22-24.
[3]王猗.电力系统紧急无功补偿调控模式[J].电力系统自动化，2000（15）：45-47.
论文作者:张继影,朱静
论文发表刊物:《电力设备》2017年第30期
论文发表时间:2018/3/8
标签：电压论文; 功率论文; 电容器论文; 电网论文; 变压器论文; 发电机论文; 负荷论文; 《电力设备》2017年第30期论文;