文章摘要：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

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。  
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�，�?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”。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(fù)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(fù)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”。  
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。  
若電力負(fù)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(fù)荷的性質(zhì)。  
  
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，也就改變了電網(wǎng)各節(jié)點的電壓狀況。  
由電壓損耗表達(dá)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(fù)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(fù)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的電抗。在我國，220kV線路一般采用二分裂、500kV線路采用四分裂導(dǎo)線。采用分裂導(dǎo)線，降低線路電抗，不僅僅減少了電壓損耗，而且有利于電力系統(tǒng)的穩(wěn)定性，能提高線路的輸電能力�，F(xiàn)在已逐步采用的緊湊型結(jié)構(gòu)輸電線路，還可以進(jìn)一步降低輸電線路的電抗，不僅提高了電網(wǎng)的穩(wěn)定性，同時，也降低了線路的電壓損耗。  
減小線路電抗的另一種辦法是采用串聯(lián)電容補償，就是在線路中串聯(lián)一定數(shù)值的電容器，大家知道，同一電流流過串聯(lián)的電感、電容時，電感電壓與電容電壓在相位上正好差180度.�詹捎么�聯(lián)電容補償其主要目的也是增加線路的輸電能力，提高電網(wǎng)的穩(wěn)定性，同時，也降低了線路電壓損耗。  
串聯(lián)電容器補償，現(xiàn)在主要應(yīng)用于超高壓、大容量的輸電線路上，山西大同到北京的500kV輸電線路全長300多km，在加裝了串聯(lián)電容補償后電網(wǎng)線損降低，電壓質(zhì)量改善，電網(wǎng)運行的穩(wěn)定性得到加強，而且輸電能力提高了30%以上。  
為了更直觀的說明改變電抗對降低電路電壓損耗的作用，我們舉一個簡單的例子：  
有一110kV線路，輸送有功功率15MW，無功功率20Mvar，線路電阻R為2W，線路電抗XL為6W(這里只是假設(shè)的數(shù)值，因線路的電抗和線路的長度、截面、材料，結(jié)構(gòu)等諸多因素有關(guān)，計算比較復(fù)雜)  
求：在電抗XL = 6W和經(jīng)補償后電抗XL = 2W時的壓降。  
解：XL = 6W時電壓損耗：  
DU = （PR + QXL）/U = （15×106×2 + 20×106×6）/（110×103×31/2） = 788（V）  
XL = 2W時電壓損耗：  
DU = （PR + QXL）/U = （15×106×2 + 20×106×2）/（110×103×31/2） = 368（V）  
減少電壓損耗 = 788V - 368V = 420V。  
降低電抗后對提高電壓的作用顯而易見。 
除了用改變電力網(wǎng)參數(shù)來減少電壓損耗以外，改變電壓損耗的另一個重要方面是改變電網(wǎng)元件中傳輸?shù)墓β�。即改變表達(dá)式中的P和Q的大小，在滿足負(fù)荷有功功率的前提下，要改變供電線路、變壓器傳輸?shù)挠泄�功率，是比較困難的，常常是不可能的。因此，改變線路、變壓器傳輸功率都是改變其無功功率，使表達(dá)式中的Q減少。由此我們引出無功功率的幾個非常重要的關(guān)鍵的概念。


無功功率補償概念:當(dāng)今電廠受水、環(huán)保等多方面的制約，它的位置越來越遠(yuǎn)離負(fù)荷中心，即使建在靠近負(fù)荷點，由于單機容量越來越大，發(fā)電機的額定功率因數(shù)也越來越高，這樣，電網(wǎng)實際接受的無功功率就越來越少，單靠發(fā)電機發(fā)出的無功功率遠(yuǎn)遠(yuǎn)不能滿足電網(wǎng)對無功功率的需要，必須配

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