电力系统的无功功率平衡

1、电压调整的必要性
　　电压偏移对设备性能产生不利。
　　比如：白炽灯的端电压比U_N低5%时，光通量减少15%，发光效率降低约10%；低10%时，光通量减少30% ，发光效率降低约20% 。端电压比U_N高5%时，发光效率升高约10%，寿命减少一半。
　　气体放电类灯具(如：金属卤化灯、日光灯）的寿命、照度的关系：
　　　

电压	80%	90%	100%	110%
寿命	0.8	2	1	0.5
照度	76-87%	93-97%	100%	110%

　　异步电动机的转矩Mmax∝U², U下降 I上升，严重时造成电动机停止转动，加速绝缘老化、甚至烧毁电动机。
最严重情况，可能造成“电压崩溃”。
我国规定的“允许用户电压偏移”为：
　　35kV及以上电压供电的负荷：±5%
　　10kV及以上电压供电的负荷：±7%
　　低压照明负荷：+5%，-10%
2、负荷的电压静态特性
　　在稳态运行情况下，用电设备取用的功率随电压变化的关系称为负荷的电压静态特性。
　　
　　有功负荷对电压变动不太敏感；
　　无功负荷对电压变动非常敏感。
3、无功功率负荷与损耗
　　电力系统的许多负载，如异步电动机、电焊机、感应电炉等，除了消耗有功功率外，还需吸收感性无功功率。
　　一般综合负荷的功率因数为0.6～0.9。
　　此外，变压器等元件也需要感性无功功率。变压器中无功功率损耗包括两部分：
励磁损耗——该损耗占额定容量的百分数，基本等于空载电流百分数I0%，约为1%～2%。
绕组中的无功损耗——在变压器满载时，基本等于短路电压Uk%的百分数，约为10%。
多电压等级电力系统中，变压器无功功率损耗有时可高达无功负荷的50%～70%。
电力线路中无功功率损耗也包括两部分：
　　并联电纳中的无功损耗——该损耗又称充电功率，呈容性。
　　串联电抗中的无功损耗——呈感性。
　　通常，线路电压较低、长度较短时，线路中无功功率损耗呈感性。
4、电力系统的无功功率平衡
　　如果电力系统负载感性无功功率及变压器、线路的感性无功功率损耗都由发电机提供，那么电网的有功功率损耗会很大，而且用户处的电压质量也无法保证。　　
　　因此，需要安装并联无功补偿设备。
　　并联无功补偿设备要尽可能装在负荷中心，使得无功“就地平衡”。
　　∑Q_GC-∑_QL-∑△Q = Q_R
　其中，∑Q_GC——无功电源容量的总和；
　　　　∑Q_L——电力系统中总的无功负荷；
　　　　∑△Q——线路和变压器中的无功功率损耗（线路电纳充电功率为负）；
　　　　Q_R——无功备用容量。