現在以一個(gè)縣的電網(wǎng)為例，這個(gè)區域電網(wǎng)的具體情況如：全縣面積1520.7平方公里。有110kV電站7座、35kV電站7座。小水電裝機容量約為63MW。由于歷史原因縣網(wǎng)特點(diǎn)是：電網(wǎng)結構不合理、供電可靠性不高;輸電線(xiàn)路分支多且長(cháng)、殘舊、多小水電沒(méi)有裝設繼電保護裝置上網(wǎng)。因此每年電網(wǎng)就會(huì )出現這樣的情況：枯水期時(shí)，電網(wǎng)電壓過(guò)低;豐水期時(shí)，電網(wǎng)電壓過(guò)高，帶有小水電的邊遠山區有時(shí)會(huì )出現燒壞電器的現象。針對這些現象我對保證電壓質(zhì)量、提高經(jīng)濟效益、減少電網(wǎng)損耗有一些看法。

一、電壓與無(wú)功功率的重要作用

電力系統的經(jīng)濟、安全、穩定運行，與控制電壓技術(shù)及調節無(wú)功功率分不開(kāi)的。電壓是電能質(zhì)量的重要標志。供給用戶(hù)的電壓與額定電壓值的偏移不超過(guò)規定的數值，是電力系統運行調整的基本任務(wù)之一。各種用電設備是按照額定電壓來(lái)設計制造的，只有在額定電壓下運行才能取得最佳的工作效率。電壓質(zhì)量對電力系統本身有影響。當電壓過(guò)高時(shí)：會(huì )對負荷的運行帶來(lái)不良影響;影響產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量，損壞設備;各種電氣設備絕緣會(huì )損壞，在超高壓輸電線(xiàn)路中還將增加電暈損耗;甚至會(huì )引起電力系統電壓崩潰，造成大面積停電。電壓降低時(shí)：會(huì )使電網(wǎng)中的有功功率損耗和能量損耗增加，過(guò)低還會(huì )危及電力系統運行的穩定性。無(wú)論是作為負荷用電設備還是電力系統本身，都要求能在一定的額定電壓水平下工作。從技術(shù)和經(jīng)濟上綜合考慮，規定各類(lèi)用戶(hù)的允許電壓偏移是完全必要的。我國規定在正常運行情況下各類(lèi)用戶(hù)允許電壓偏移為：

35kV及以上電壓供電的負荷 ±5%

10kV及以下電壓供電的負荷 ±7%

低壓照明負荷 +5% -10%

農村電網(wǎng)(正常) +7.5% -10%

(事故) +10% -15%

電力系統中無(wú)功功率平衡是保證電力系統電壓質(zhì)量的基本前提。對于運行中的所有設備，要求系統無(wú)功功率電源所發(fā)出的無(wú)功功率(∑QG)與無(wú)功功率負荷(∑QD)及無(wú)功功率損耗(∑QL)相平衡，即

∑QG=∑QD+∑QL

而無(wú)功功率電源在電力系統中的合理分布是充分利用無(wú)功電源、改善電壓質(zhì)量和減少網(wǎng)絡(luò )有功損耗的重要條件。無(wú)功功率的產(chǎn)生基本上是不消耗能源的，但無(wú)功功率沿輸電線(xiàn)路上傳送卻要引起無(wú)功功率的損耗和電壓的損耗。無(wú)功功率電源的最優(yōu)控制目的在于控制各無(wú)功電源之間的分配，合理的配置無(wú)功功率補償設備和容量以改變電力網(wǎng)絡(luò )中的無(wú)功功率分布，可以減少網(wǎng)絡(luò )中的有功功率損耗和電壓損耗，從而改善負荷用戶(hù)的電壓質(zhì)量。

二、電力系統的無(wú)功功率電源有：

1.同步發(fā)電機

同步發(fā)電機目前是電力系統唯一的有功功率電源，它又是基本的無(wú)功功率電源。它只有在額定電壓、額定電流、額定功率因數下運行時(shí)，視在功率才能到達額定值，發(fā)電機容量才能得到最充分的利用。當電力系統中有一定備用有功電源時(shí)，可以將離負荷中心近的發(fā)電機低于額定功率因數運行，適當降低有功功率輸出而多發(fā)一些無(wú)功功率，這樣有利于提高電力系統電壓水平。

2.同步調相機及同步電動(dòng)機

同步調相機是特殊運行狀態(tài)下的同步電動(dòng)機，可視為不帶有功負荷的同步發(fā)電機或是不帶機械負荷的同步電動(dòng)機。因此充分利用用戶(hù)所擁有的同步電動(dòng)機的作用，使其過(guò)激運行，對提高電力系統的電壓水平也是有利的。

3.靜電電容器

靜電電容器從電力系統吸收容性的無(wú)功功率，也就是說(shuō)可以向電力系統提供感性的無(wú)功功率，因此可視為無(wú)功功率電源。電容器的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，并且可以分相補償，隨時(shí)投入、切除部分或全部電容器組，運行靈活。電容器的有功損耗小(約占額定容量的0.3%～0.5%)，投資也節省。

4.靜止無(wú)功功率補償器

靜止無(wú)功功率補償器是一種發(fā)展很快的無(wú)功功率補償裝置。它可以根據負荷的變化，自動(dòng)調整所吸收的電流，使端電壓維持不變，并能快速、平滑的調節無(wú)功功率的大小和方向，以滿(mǎn)足動(dòng)態(tài)無(wú)功功率補償要求，尤其對沖擊性適應性較好。與同步調相機相比較，運行維護簡(jiǎn)單，功率損耗較小，能夠做到分相補償以適應不平衡的負荷變化。其缺點(diǎn)是最大無(wú)功補償量正比于端電壓的平方，在電壓很低時(shí)，無(wú)功補償量將大大降低。

三、電力系統電壓控制的方式

在電力系統無(wú)功功率平衡中，為了保證系統有較高的電壓水平，必須要有充足的無(wú)功功率電源。但是要使所有用戶(hù)處的電壓質(zhì)量都符合要求，還必須采用各種調壓控制手段。

1.發(fā)電機控制調壓

控制發(fā)電機的勵磁電流，可以改變發(fā)電機的端電壓。發(fā)電機允許在端電壓偏移額定值不超過(guò)±5%的范圍內運行。對于由發(fā)電機直接供電的小系統，供電線(xiàn)路不長(cháng)，輸電線(xiàn)路上的電壓損耗不大時(shí)，可以采用發(fā)電機直接控制電壓方式，以滿(mǎn)足負荷電壓要求。它不需要增加額外的設備，因此是最經(jīng)濟合理的控制電壓措施，應優(yōu)先考慮。但是輸電線(xiàn)路較長(cháng)、多電壓等級的網(wǎng)絡(luò )并且有地方負荷的情況下，僅僅依靠發(fā)電機控制調壓已不能滿(mǎn)足負荷電壓質(zhì)量的要求，且在大型電力系統中僅僅作為一種輔助性的控制措施。

2.控制變壓器變比調壓

一般電力變壓器都有可以控制調整的分接抽頭，調整分接抽頭的位置可以控制變壓器的變比。在高壓電網(wǎng)中，各個(gè)節點(diǎn)的電壓與無(wú)功功率的分布有著(zhù)密切的關(guān)系，通過(guò)控制變壓器變化來(lái)改變負荷節點(diǎn)電壓，實(shí)質(zhì)上是改變了無(wú)功功率的分布。變壓器本身并不是無(wú)功功率電源，因此，從整個(gè)電力系統來(lái)看，控制變壓器變比調壓是以全電力系統無(wú)功功率電源充足為基本條件的，當電力系統無(wú)功功率電源不足時(shí)，僅僅依靠改變變壓器變比是不能到達控制電壓效果的。

3.利用無(wú)功功率補償設備調壓

并聯(lián)補償設備有調相機、靜止補償器、電容器，它們的作用都是在重負荷時(shí)發(fā)出感性無(wú)功功率，補償負荷的需要，減少由于輸送這些感性無(wú)功功率而在輸電線(xiàn)路上產(chǎn)生的電壓降落，提高負荷端的輸出電壓

4.利用串聯(lián)電容器控制調壓

一般用于供電電壓為35kV或10kV、負荷波動(dòng)大而頻繁、功率因數又很低的輸配電線(xiàn)路。它是在輸電線(xiàn)路上串聯(lián)接入電容器，利用電容器上容抗補償輸電線(xiàn)路中的感抗，使電壓損耗后的分量減少，從而提高輸電線(xiàn)路末端的電壓。如圖：

無(wú)功功率負荷增大時(shí)所抬高的末端電壓將增大，無(wú)功功率負荷減小時(shí)所抬高的末端電壓將減小。而無(wú)功功率負荷增大將導致末端電壓下降，此時(shí)也正是需要升高末端電壓。但是對于負荷功率因數高或者輸電線(xiàn)路導線(xiàn)截面小的線(xiàn)路，線(xiàn)路電抗對電壓損耗影響較小，故串聯(lián)電容補償控制調壓效果小。因此利用串聯(lián)電容補償調壓一般用于供電電壓為35kV或10kV，負荷波動(dòng)大而頻繁，功率因數又很低的輸配電線(xiàn)路。

四、結束語(yǔ)

我們可以看到利用好調壓控制的方法有很多用處，既有利于維持電力系統及負荷地區的電壓水平，繼而達到相應的無(wú)功功率平衡，同時(shí)還能夠避免電網(wǎng)中無(wú)功功率的大量傳輸，以達到降低損耗。