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供配电系统电压偏移及无功平衡关系分析【摘 要】电压偏移是电能质量的一项重要指标，本文主要分析了供配电系统的电压偏移与无功平衡的关系。 【关键词】供配电系统；电压偏移；无功平衡；关系分析 一、电压偏移对用电设备的影响 电压是电能质量主要指标之—，电压偏移超过允许范围时，对用电设备的运行有很大影响。各种用电设备都规定有额定工作电压，且在额定电压下运行时能在经济技术综合指标上照明设备的亮度和寿命受电压变动影响很大。电压过低，日光灯就不能启辉，且启辉器的不断闪烁将大大降低日光灯的寿命。如果电压过高，白炽灯和日光灯的亮度虽然都增加，但寿命都将显著减短。 异步电动机占负荷比重最大，端电压变化时其转短、电流和效率也要变化。转矩与端电压的平方成正比，若端电压下降l0%，则转矩就要降低19%。因此，若电压过低，则电动机的转速将降低，电流增大，引起绕组温度升高、加速绝缘老化，严重时可能烧毁电动机。 此外、对带机械负载的异步电动机，会因电压过低、转矩太小而停转或不能启动。如果加在异步电动机上的电压过高，则对绕组绝缘不利。 现代用电设备中日趋增多的电子设备，对电压的稳定提出了更高的要求。电压过高，会严重降低电子设备的寿命，且影响其安全性。电压过低时，电子设备的工作不稳定，失真严重，甚至无法正常工作。 二、评价电压偏移标准应考虑的一些条件 对于电压偏移标准，不能简单地看表面数字，应了解其制定的条件，再进行分析比较。 1.标定电压偏移的位置。《供配电规范》规定的允许电压偏移是根据用电设备制造标准制订的，其电压偏移是指用电设备接线端子处的电压偏移。《电能质量》标准的允许电压偏移则是指电能这一产品的质量指标，其值是供电部门与用户产权分界处，也即用户计费电度表处的值。故《电能质量》标准规定的值加上用户内部线路的电压损失才是《供配电规范》规定的值。故两者本来就是有差异的。 2.允许电压偏移值包罗的范围。《电能质量》标准的规定值包罗全国电网，对任意电网点、任一季节都适用。但对某电网某一点某一季节而言，实际电压偏移范围往往比此规定值小。例如一般城市，冬季负荷较重，电压偏移能达到低限而达不到高限；夏季负荷轻，电压偏移能达到高限而达不到低限。而《供配电规范》的规定值则是不论地点、时间的统一要求的用电设备允许电压偏移值。二者之间也是有区别的。 3.电网是否采用了逆调压。电压质量的优劣不能仅凭允许电压偏移值来判断，很重要一个因素是看电网是否采用了逆调压的运行方式。 三、综合负荷的无功功率——电压静特性 用电设备所消耗的有功功率和无功功率随电网电压的变化而变化，尤其是无功功率受电压的影响很大（比较图1中曲线1与曲线2），常用无功功率的电压静态特性表示负荷的电压静态特性。无功功率—电压静态特性U=f（Q）表示，当系统频率一定时，负荷的无功功率随电压而变化的关系。 供配电系统的负荷，主要是电功机、照明设备、电热器具以及日趋增多的各种家用电器。其中异步电动机所占比例最大，因此异步电动机的无功功率与端电压关系基本上决定了供配电系统综合负荷无功功率的电压静特性。 异步电动机消耗的无功功率由励磁功率和漏抗无功功率两部分组成，分析两部分无功率变化的特点，得图2所示的曲线。图中β为电动机的负荷系数，它是电动机的实际负荷功率与其额定功率之比。由图2见，在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的升降而增减（当电压明显低于额定值时，无功功率主要由漏抗小的无功损耗决定，因此随电压下降反而具有上升的性质），显然具有与图l曲线2、相线3相同的变化特点。 四、无功平衡 无功功率备用容量是维持电力系统无功功率平衡所必需的，一般可占无功负荷的7%一8%。 （一）电力系统的无功电源 电力系统的无功电源包括同步发电机、调相机、电容器、静止补偿器等。后三种又称无功补偿装置。 1.同步发电机。同步发电机既是唯一的有功功率电源，又是最基本的无功功率电源。发动机的额定状态下运行时，可以发出无功功率；发电机在非额定功率因数下运行时可能发出的无功功率，可利用发电机P-Q极限图加以分析。 2.调相机。调相机是专门设计的只发出无功功率的电机。它实质上是空载运行的同步发电机或同步电动机，可以过励磁运行，向系统输送无功功率；也可以欠励磁运行，从系统吸取无功功率。其运行状态可根据系统的要求来调节。调相机在欠励滋运行时的容量约为过励磁运行时容量的50%。装置自动励磁调节装置的调相机，能根据装设地点电压的数值自动平滑改变输出（或吸收）的无功功率，进行电压调节。特别是当装有强行励磁装置时，即使在电网发生故障的情况下也能维持系统的电压，有利于提高系统运行的稳定性。但调相机是旋转机械，运行维护比较复杂，且调相机的有功功率损耗较大，满载时达额定容量的1.5%一3%，