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当系统中的频率下降时，无功需求略有增加；频率高时，无功需求略有减少。 当电网中的电压提高时，负荷所需的有功功率将要增加，电网中的损耗略有减少，系统总的有功功率需求有所增加。如果有功电源不充裕，将引起频率的下降；当电压降低时，系统总的有功需求将要减少，从而导致频率的升高。
当系统由于有功和无功不足引起频率和电压都偏低时，应该首先解决有功功率平衡的问题，因为频率的提高能减少无功功率的缺额，这对于调整电压是有利的；但如果首先去提高电压，就会扩大有功的缺额，导致频率更加下降，因而无助于改善系统的运行条件。
调频和调压的区别，全系统的频率是统一的，调频涉及整个系统，而无功功率平衡和电压调整则有可能按地区解决。
第三节 无功功率与电压调整
一、电压的变化与影响
1、电压不稳的影响
电压是衡量电能质量的又一个重要指标，电压过高或过低都会对用户造成不良的影响：
（1）、低电压的危害：
在电力系统中最常见的用电设备是异步电动机、各种电热设备、照明用具以及家用电器。这些设备与电压的关系十分密切。电动机的转矩是与电压的平方成正比，当电压下降时转矩也下降，如果电动机所拖的机械负荷不变，电动机的转差增大，定子电流也随之增大，发热加剧绕组温度增高，加速绝缘老化，当电压再低时，电动机将停转；电压降低，照明灯不亮，电炉冶炼时间长，降低效率；电压降低，会使网络中的功率损耗和能量损耗将加大，电压过低还可能危及电力
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系统运行稳定。
（2）、电压高的危害：
电压偏高，用电设备的使用寿命将缩短，加在设备上的电场变强，使介质中的局部产生放电就是电老化，在超高压网络中还将增加电晕损耗等。 2、电压偏差允许围
电力系统根据电压等级的不同，制定了各类用户的电压偏差允许围：
1）35kV及以上用户供电电压正负偏差绝对值之和不超过额定电压的10%。 2）10kV用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的±7%。 3）380V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的±7%。 4）220V用户的电压允许偏差值，为系统额定电压的+5%～-10%。 事故后考虑时间较短，事故又不经常发生，电压偏移容许比正常值再多5%。
二、 无功功率与电压的关系
1、负荷的无功与电压的关系
电力系统负荷中，大部分是感性负荷，需要消耗无功功率，现在以几个典型的无功负荷研究无功功率与电压的关系。
1）异步电动机
异步电动机是电力系统中的主要无功负荷，占了比较大的比重。根据异步电动机的等值电路，列出它所消耗的无功功率为：
U2QM?Qm?Q???I2X?
XmQm为励磁功率同电压平方成正比，实际上当电压较高时，由于饱和影响，
励磁电抗Xm还将下降，所需的无功会更多； Q?为漏抗所需的无功损耗，如果负载功率不变，当电压降低时，转差将增大，定子电流随之增大，相应地在漏抗
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中的无功损耗也要增大。
综合这两部分无功功率的变化特点，可得异步电机的无功功率与端电压的关系曲线如图。
jXδQβ=0.8jXmβ=0.6R/S β=0.31.0V 图3 电动机的Q-v曲线
可见，在额定电压附近，电动机的无功功率随电压的升降而增减，当电压明显地低于额定值时，无功功率主要由漏抗中的无功损耗决定，随电压下降具有上升的性质。
2）变压器的无功损耗
变压器无功损耗包括励磁损耗和漏抗损耗。
QLTI0%VS%S2VN2S2??Q0??QT?VBT?（）XT?SN?（）
V100100SNV2励磁功率大致与电压平方成在正比，当通过变压器的视在功率不变时，漏抗中损耗的无功功率与电压平方正反比，变压器的无功损耗电压特性也与异步电动机的相似。由于变压器的I0%、VS%数值比较大，变压器在额定情况下，消耗
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的无功功率的数值相当可观，因此变压器空载运行也要消耗电能。
3）输电线路的无功损耗输电线路用Π形等值电路表示
线路串联电抗中的无功功率损耗?QL与所通过电流的平方成正比：
2P12?Q12P22?Q2即?QL?X?X
V12V22线路电容的充电功率?QB??B2(V1?V22) 222B2P1?Q1线路的无功功率总损耗为?QL+?QB=?(V1?V22) X22V1从线路的无功功率总损耗可以看出，线路轻载时，线路的无功总损耗为负，电路变为了无功电源，因此晚高峰过后，有的电厂机组需深度进相运行。
从以上几个典型的无功损耗元件的无功损耗特性可以看出，电压与无功成在紧密的关系。
2、无功电源与电压的关系
电压是电力系统电能质量的又一个重要指标，系统中的无功电源出力应满足系统所有无功负荷加网络损耗的需求，否则电压就会偏离额定值。
电压偏低时，系统中的功率损耗和能量损耗就会加大，电压过低时还可能危及系统运行的稳定性，甚至引起电压崩溃；电压过高时，各种电气设备的绝缘可能受到损害，只有通过合理的无功补偿才能使电压水平达到额定运行的标准和满足用户的要求。
在电力系统运行中，无功电源在任何时刻都应同负荷的无功功率加电网的无功损耗之和（及总的无功负载）相等，也就是说无论何时电网中的无功总是平衡的，问题在于无功的这种平衡是在什么样的电压水平下实现的。
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图4 无功电源与电压的关系曲线
系统总的无功电源包括发电机输出的无功功率和各种无功补偿设备的无功功率。上图所示的无功电源与电压的关系曲线中，1、3是系统（无功电源）的无功电压曲线，2、4是负荷的无功电压曲线。
如果此时系统的无功功率是平衡的，那么曲线1与曲线2的交点a，即为额定电压下的无功平衡点，对应的电压就是额定电压Ue；当负荷无功增加时，负荷的无功—电压特性如曲线4，如果此时系统的无功没有相应的增加，电源的电压—无功特性曲线仍为曲线1，这时曲线1与曲线4的交点c就代表了新的无功平衡点，并由此决定了负荷电压为Ua，显然 Ua＜Ue，这说明负荷无功增加后，系统的无功总电源已不能满足在额定电压Ue下无功平衡的需要，因此，只好降低电压运行，以取得在较低电压Ua下的无功功率平衡。如果此时系统发电机又无充足的无功备用，我们只有通过投入无功补偿电容器，使系统的无功—电压特性曲线上移到曲线3，从而使曲线3与曲线4的交点b所确定的电压接近额定电压Ue。
所以，投切无功补偿装置可以补偿系统无功、稳定和提高系统电压水平，确保在额定电压Ue下的无功平衡。
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电力系统有功无功及调整 - 图文
