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浅议电力系统电压与无功补偿

IT圈 admin 45浏览 0评论

2024年5月16日发(作者:邶铃)

科技信息 0电力与能源0 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第32期 

浅议电力系统电压与无功补偿 

刘 锐 

(六安市农电公司营销部 

安徽六安237005) 

【摘要.】随着经济发展和人民生活水平的提高,用户对电力的需求日趋增长,对电能质量也提出了更高的要求。电压质量对电网的安全与 

经济运行.对保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有着重要的影响。通过对电压与无功功率的关系进行分析可知,进行无 

功功率补偿对提高电压水平有着至关重要的作用。此外,合理使用补偿装置及科学选定补偿容量,会在供电质量范围内合理的提高电压,产生 

节能效益.确保电能质量最佳。 

【关键词】电压质量;电压偏差;无功功率;无功补偿 

A simple discussion on pressure and reactive compensation of power system 

【Abstract】With the development of our national economy and the rise of people’S living level,the power needed for consumers increases 

progressively,and the higher requirement for power quality is also put forward.The voltage quality has great influence on the safety and economical 

operation of the power net,the product quality as well as the safety and service life of the electric equipments.Through the analysis of the 

relationship between voltage and reactive power,it can be known that,reactive power compensation plays a crucial role in enhancing the voltage leve1. 

It also indicate that,With the rational use of reactive power compensation and the scientiifc selection of compensation capacity,the voltage is 

reasonably enhanced within the quality range of power supply,which can obtain energy saving benefit and insure the optimal power quality as wel1. 

【Key words]power quality;voltage deviation;reactive power;reactive compensation 

电压质量的重要性 

偏差对电气没备的工作状态、性能、效率寿命都有一定的影响。 

随着国民经济发展和人民生活水平的提高,用户对电力的需求Et 

(一)电压偏差对照明设备的影响 

趋增长,对电能质量也提出了更高的要求。电能质量是指电力网供给 

照明设备中自炽灯受电压偏差的影响最为敏感。当电压升高时, 

用户受电端的交流电电能质量,对用户电能质量评价的主要指标有: 

发光效率大大提高,其寿命却大大缩短。如电压比额定值高5%,其寿 

电压质量、频率、供电可靠率、谐波含量等。其中电压是电能的主要质 

命会缩短40%;当电压降低时,白炽灯的寿命可以提高,但发光效率会 

量指标之一,电压质量对电网的安全与经济运行.对保证用户安全生 

大大降低,若电压比额定值低5%,其光通量会降低18%。『l_【第 

产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有着重要的影响。 

对于日光灯,灯管的寿命与通过灯管的工作电流有关。当电压比 

二、电压、无功功率与无功补偿 

额定值高5%,由于镇流器饱和,使灯管的工作电流有较大增加,灯管 

交流电力系统需要电源供给两部分能量,一部分用于做功被消耗 

寿命降低约20%;当电压降低,灯管寿命会有所提高,但电压低于额定 

掉,这部分电能将转化为机械能、光能、热能或化学能等.被称之为“有 

值的78%时,由于灯丝预热温度过低,会使其光通量降低,且低温时会 

功功率”。另一部分能量用来建立磁场,用于交换能量使用,对于外部 

使日光灯启动困难。f 】‘镕 ・ 

电路它没有做功,只是由电能转换为磁能,再由磁能转换为电能,周而 

(二)电压偏差对异步电动机的影响 

复始,并没有消耗,这部分能量称为“无功功率”。无功是相对有功而言 

当机端电压降低时,电动机的转矩及启动转矩与电压平方成比例 

的,并不等于说无功是无用之功,若没有这部分功率,就不能建立感应 

下降,如电压降低10%,转矩降到额定值的81%,电动机的滑差降低, 

磁场,电动机、变压器等电力设备就不能运转。在电力系统中.除了负 

在负荷较重时.电动机的总损耗增加,输出功率减小,电动机吸收的无 

荷无功功率外,变压器和线路上的电抗也需要大量无功功率。 

功功率明显下降(但当电压低于某临界值时,无功负荷又开始增加), 

国际电工委员会对无功功率的定义为:电压与无功电流的乘积为 

电动机的电流增加,若机端电压长期处于额定电压的90%以下,可能 

无功功率。其物理意义为:电路中的电感元件与电容元件活动所需要 

会因绝缘老化而降低电动机的寿命,甚至烧坏绕组造成电动机损坏。 

的功率交换称为无功功率 【 ]滞 

雠 

因此,电容和电感并联在同一电路,当电感吸收能量时,正好电容 

当机端电压升高时,电动机的电流因磁路饱和,励磁电流速度增 

释放能量,电感放出能量时,电容正好吸收能量,能量就在它们中间互 

加(无功功率以电压平方增加),铁芯、绕组温升增加。当电压正偏差过 

相交换。即电感性负荷所需的无功功率,可以由电容器的无功输出得 

大时,也会降低电动机的寿命,甚至造成电动机损坏。 

到补偿,由此这种具有电容性的装置被称之为“无功补偿装置”。 

(三)电压偏差对变压器、互感器的影响 

若电力负荷的视在功率为S,有功功率为P,无功功率为Q,有功 

当电压升高时,对变压器、互感器的影响主要有两方面。一是励磁 

功率、无功功率和视在功率之间的关系可以用一个直角三角形来表 

电流增加,使铁芯中磁感应强度增加.导致铁损增加、铁芯温升增加; 

示,以有功和无功功率各为直角边,以视在功率为斜边构成直角三角 

二是油中和绕组表面的电场增加,绕组损耗与电流平方成比例增加。 

形(见图1),有功功率与视在功率的夹角称为功率因数角,其比值称 

(四)电压偏差对并联电容器的影响 

为功率因数,用eosq ̄表示,cos ̄p=P/S。 

电容的无功功率与电压平方成比例,电压低使其无功功率输出大 

P=Uleosq ̄ 

大降低。电压上升会使其无功功率提高,但由于电场增强会造成局部 

Q=Ulsinq ̄ 

放电现象加重.使绝缘寿命降低。若长期在电压额定值的1.1倍状态 

Q 

S=、v/P2+O。=UI 

下工作,其寿命约降低至额定寿命的44%。电容器的爆炸及外壳鼓肚 

P——有功功率,单位瓦特(w) 

等现象.就是由于局部放电及绝缘老化积累效应引起的。 

Q——无功功率,单位乏(vat) 

P 

(五)电压偏差对电力系统运行的影响 

S——视在功率,单位伏安(VA) 

图1 

当电压降低、电压负偏差增大时,对电力系统的影响主要有三个 

无功功率按电路的性质有正有负,Q为正值时表示吸收无功功 

方面:一是由于输电线路输送功率的静态稳定功率极限(Pm=Eu,)()与 

率,Q为负值时表示发出无功功率。在感性电路中,电流滞后于电压, 

发电机电势E成正比,与系统电压U成正比,与组合电抗x成反比, 

‘P>0,Q为正值;而在容性电路中,电流超前于电压,‘P<O,Q为负值。这 

若系统电压低,稳定功率极限随之降低,导致稳定功率极限与线路输 

就是通常称电动机等设备吸收无功,而电容器发出无功的道理。 

送功率的差值也降低,这样容易发生系统不稳定现象,重则会造成系 

三、电压偏差对电气设备及电力系统运行的影响 

统瓦解的重大事故;二是当电网缺乏无功功率、电网运行电压低时,可 

般情况下,电气设备在额定电压下工作.是比较适合的工作状 

能会因电压不稳定造成系统电压崩溃,亦会造成大量用户停电或系统 

态,使用寿命也比较长。但实际上,系统电压有或大或少的偏差,电压 

瓦解;三是电压偏低,电网有功损耗将增加,造成供电成本升高,不利 

科技信息 。电力与能源o SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第32期 

于电网经济运行。 

四、电压水平和无功 

当输电线路或变压器传输功率时,电流将在线路或变压器阻抗上 

产生电压损耗,以一条输电新路为例来分析:一段输电线路的单相等 

值电路,其中R、x分别为其中某一相的电阻和等值电抗,U 、U 为首、 

末端相电压,I为线路中流过的相电流。以线路末端电压u。为参考轴, 

设线路电流I为感性负荷电流,它滞后U 一个角度‘p,电流流过线路 

电阻产生一个电压降lR,它与电流向量同方向,同时 线路电流也在 

线路上产生一个电压降Ix,它超前于电流向量9O。。则线路首端电压 

Ul就是U2、IR、IX三个电压和。 ( 

(三)合理进行无功补偿的重要性 

1.合理的就地无功补偿对调整系统电压,降低线损有十分重要的 

作用。 

例:有一条i10kV的线路选用LG~30O型导线(导线电阻 

0.095Q/km),线路全长20km,输送有功功率30MW,无功功率40Mv ̄, 

计算在功率因数为0.6和0.9时,线路的功率损耗和应补偿的无功功 

率(只计导线电阻功率损耗,不考虑其它因素) ( 

(1)在功率因数为0.6时,此时有功功率P=3OMW,无功功率Q= 

40 Mvar,视在功率=50MVA,电流I=S/U=50/(110x3 )=263A,功率损 

耗P=I R=2632x0.095x20x3=394kW 

在功率因数为0.9时,此时有功功率P=30MW,无功功率Q= 

可得:AU=(PR+QX)/U 

由此可见,电压损耗由两部分组成,即有功功率在电阻上的压降 

14.528 Mvar,视在功率=33.333MVA,电流I=S/U=33.333/(1lOx3 ̄)= 

175A.功率损耗P=I R=175ax0.095 ̄20 ̄3=175kW。 

和无功功率在电抗上的压降。 

(2)应补偿无功容量为4O一14.525=25.472 Mvar。补偿前后有功损 

由电压损耗表达式可知,要改变电压损耗有两种办法:一是改变 

元件的电阻;二是改变元件的阻抗。 耗相差219kW,由计算结果可知,补偿无功功率25.472 Mvar后,每小 

 

增大导线截面可减少电阻,从而减少电压损耗,这种方法在负荷 

时可降低线损219kWh。

2.合理地投停使用无功补偿设备.对调整电网电压、提高供电质 

功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中比较有效.适合负荷 

不断增加的农村地区采用:在电网中采用最多的是减少线路中的阻 

量、抑制谐波干扰、保证电网安全运行有着十分重要的作用。 

3.从根本上说.要维持整个系统的电压水平,就必须有足够的无 

抗,在超高压输电线路中广泛采用的分裂导线就可以明显降低线路的 

电抗、减少电压损耗、提高输电线路的稳定性及输电能力。 

功电源来满足系统负荷对无功功率的需求和补偿线路及变压器的无 

 

除了用改变电力网参数来减少电压损耗外,改变电压损耗的另一 

功损耗。

个重要方面是改变电网元件中传输的功率,即改变电压损耗表达式中 

六、无功补偿设备及补偿方式 

P和Q的大小。通常,在满足负荷有功功率的前提下.要改变供电线 

路、变压器传输的有功功率是非常困难的。因此,若要改变线路、变压 

(一)同步调相机 

同步调相机是一种不带负载的同步电动机,它是最早采用的一种 

无功补偿设备,其优点为: 

器的传输功率,只有改变其无功功率,使Q减少。 

电压、无功与线损的关系: 

①可以随系统负荷的变化均匀调整电压,使电网电压保持规定的 

△PI=3 1 R 100=p2+Q /U R.10-3 水平。 

由此可知.进行无功功率补偿对提高电压水平有着至关重要的作 

②可以根据系统无功的需要调节励磁运行,过励磁时可以做到发 

用。 

出其额定100%的无功功率,欠励磁时可以吸收其额定的5O%的无功 

功率闻(第 45贞)。 

五、无功功率补偿 

③同步调相机可以安装强行励磁装置,当电网发生故障时,电压 

目前,我国的电厂受水、环保等多方面的制约.其位置往往远离负 

荷中心,电网实际接受的无功功率较少,单靠发电机发出的无功功率 

剧烈降低,同步调相机可以强行励磁,保持电网电压稳定。 

同步调相机主要缺点是投资大,运行维护复杂。 

远远不能满足电网对无功功率的需要,必须配置各种无功功率补偿装 

(二)并联电容器 

置及不同方法进行补偿。 

(一)无功补偿的优化 

作为无功补偿设备,电容器有以下显著优点: 

1.电容器是最经济的设备,它的一次性投资和运行费用都比较 

1.无功功率就地补偿 

无功补偿装置的分布,首先要考虑调压的要求,满足电网电压质 

低,且安装调试简单。 

2.电容器的损耗低,效率高。当前技术水平的电容器,其损耗只有 

量标准。同时,也要避免无功功率至电网内的长距离传输,减少电网的 

02%左右。 ‘镕 

电压损耗和功率损耗。无功补偿的原则是做到无功功率分层分区平 

本身容量的0.

衡,也就是说哪里有无功负荷就在那里安装无功补偿装置。 

3.电容器是静止设备,运行维护简单,无噪音。 

4.电容器的运行范围广,可以集中安装在变电所,也可以分散安 

无功功率就地补偿的意义: 

①改善电网电能质量; 

( 降低电网线损; 

⑧提高功率因数; 

装在配电系统和动力用户处,达到就地补偿的最佳效果。 

(三)并联电抗器 

并联电抗器是一种感性无功补偿装置.它可以吸收系统中过剩的 

④提高电气设备利用率。 

2.无功功率平衡 

107 

无功功率,避免系统运行电压过高。 

为了防止超高压线路空载或轻负荷运行时,线路的充电功率造成 

与有功功率平衡一样,无功功率在每一刻也必须保持平衡。在电 

线路电压升高,一般装设并联电抗器吸收线路的充电功率,同时还可 

 

力系统中,电压与无功功率是一对对立的统一体,当无功负荷与无功 

用来限制由于突然甩负荷或接地故障引起的过电压。

(四)静止补偿器 

出力相平衡时,电压就正常,达到额定值,而当无功负荷大于无功出力 

时,电压就下降,反之,电压就会上升。 

(--)电压与无功的内在关系 

静止补偿器是近年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置,其 

主要作用是对电力系统中的动态冲击负荷的补偿,它根据负荷变动情 

 

1.当无功功率平衡时,整个电力系统的电压从整体上看是正常 

况.可以迅速改变所输出无功功率的性质或保持电压恒定。

的,是可以达到额定值的,但实际上有些节点处的电压并不一定合格, 

静止补偿器实际上是将可控电抗器与电容器并联使用,电容器可 

如果无功不是处于平衡状态时,若无功出力大于无功负荷.电压普遍 

发出无功功率.可控电抗器可吸收无功功率.其控制系统由可控的电 

会高一些,但也有个别地方可能会低一些,反之也是如此。 

子器件来实现,响应速度极快,一般只有20ms。 同时,静止补 

 

2.系统需要的无功功率远远大于发电机所能提供的无功出力。这 

偿器还可以抑制谐波对电力系统的危害。

是由于超高压电网包括各级变压器和架空线路在传送电能时需要消 

耗大量的无功,这称为“无功损耗”,一般来说,这些无功损耗与整个电 

网中的无功负荷大小是差不多的。[31【第 页】 

七、无功补偿的经济型 

(一)经济功率因素 

所谓经济功率因素是指用户的节能效益和电能质量最佳,支付电 

3.无功功率不宜远距离传送,当输送功率与传送距离达到一定极 费最少的用电功率因素。提高用户的功率因素需要根据技术经济计算 

限时,将无法传送功率,这是由于超高压等级的变压器、线路阻抗较 

比较.主要应考虑两个方面:一是为了保证系统正常的运行电压水平, 

大,其无功损耗相应也很大,所输送的无功功率均损耗在变压器和线 

无功电源与无功负荷必须保持平稳并留有必要的备用容量;二是按运 

路上了。另外,传送大量的无功功率时,线路电压损失也相当大,同样 行费用最小的原则决定用户的经济功率因素。 

会造成无法传送 [31( 

(二)无功补偿经济当量 (下转第327页) 

科技信息 0教学研究O SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第32期 

对“难缠”学生关爱教育的实践 

李宜娣 

(渭南市临渭区韩马小学 陕西渭南714000) 

【摘要】通过对“难缠”学生李研的家访,深入了解他的家庭情况和生活情况,针对该学生的优点和缺点,制定了科学合理的教育方案,使 

李研很快变成了一个优秀的好学生。提出了只要老师给与每个学生百分之百的关爱,因人施教,就能激发学生的学习热情,扬长补短,取得优异 

的好成绩。 

【关键词】学生;素质;家访;关爱;变化 

还是从刚接这个班说起吧,当这个班主任,我心中没底,不知道如 每个学生都是那么的可爱,我和他们的交流也变得容易起来。 

经过几周的观察后我发现,这个一直被视为无法管教的李研,身 

何下手。就请教原来带过的老师,老师们都说:“这个班整体素质差不 

说,就一个李研就够你头痛的。” 

上的优点还不少呢。他讲义气,重感情,有集体荣誉感和很强的责任 

果真如此.刚开学没有几周,连续两天就不见李研的踪影。我窝了 

心.而且特别在意老师对他的态度。同时也发现,他有一股子劲,能把 

 

肚子火,心里琢磨逮着他要狠狠的训斥一番。可出乎意料,这家伙认 

同学们凝聚在他的周围,他说干什么,就干什么,很少有人不听他的。

错态度特别好,一脸真诚地说:“老师啊,别叫我爸爸来,他知道我上网 他的眼神里时常流露出被爱和被关注的渴望,也许他的调皮就是渴望 

而没有上学,非打死我不可。老师,求求你啦,您打我两下吧,我以后再 的一种曲折的反映吧。我没有再去训斥他,而是温和的和他谈心,“李 

也不违犯纪律了。我一定能改,听您的话,再也不去那种地方,我保证, 研,你以前怎么样老师不管,现在老师看你就是一个有能力的学生,, 

您就看我的行动吧。”我有些哭笑不得,但学生如此地服帖,让我暗自 只要你在各方面努力,严格要求自己,你在我们班会成为最优秀的。老 

高兴,就一时糊涂答应了他的哀求。可高兴劲还没过去呢,我就收到了 师想让你当班长,怎么样?”他回答的声音很小:“我、我怕我当不好,给 

政教处的通知:李研殴打、勒索低年级学生。第二天,北大的学生家长 

老师丢脸。”但我听到了,我心中有谱了。 

就来到学校,声称要找李研算账。班里的学生也接二连三来反映:李研 

新学期开始了.我有意把李研列入班长候选人,果然他很受同学 

屡次不交作业、不上课、不上自习,如此等等。我这才意识到这个李研 们的支持,以几乎全票当选。同学们是怕李研?还是信任李研?我也想 

不清楚,就说:“李研,新班长,给同学们说点什么。”他立即表态:“老 

确实很难缠啊! 

 

怎么解决呢?我有点手足无措了.但着急是没有用的,还是先想清 

师.您放心,我会尽力把班里的一切工作做好,绝不会让老师失望的。”

楚再说吧。我平时的工作中发现,在面对类似的问题时,老师们一般总 

我非常的激动,高兴地说:“李研,好样的,老师相信你,大胆地施展你 

是两种观点。对李研这类学生,一种观点认为他还是个孩子,不能一味 的才华吧!”同学们给以热烈的掌声,他的脸上露出了从未有过的灿 

 

批评训斥,应该引导他,相信他,给他改正错误的机会;另一种观点则 

烂。

认为,对这种屡教不改的“坏家伙”不要姑息、迁就,必须把它孤立起 

李研变了。她不再欺负小学生,不再迟到早退,反而能提前到校。 

督促扫地的同学.检查室内外环境卫生。上课也能遵守纪律,特别是其 

来,免得影响班风。 

究竟应采取哪种处理方式呢?我犹豫不决。困惑中,我想到应该向 

他老师的课堂上,他不但自己认真听讲,还提醒那些爱说话的同学,要 

家长了解一些情况。 尊重老师,尊重老师的辛勤劳动。早读和午自习前,他逐个检查学生的 

到了李研的家,我的内心沉甸甸的 他的父母不见人影,见到他的 

红领巾,谁没有带他就马上拿出备用得给谁,生怕值周生扣掉班级一 

爷爷奶奶。原来李研是由爷爷奶奶养大的,从小就十分宠爱,舍不得严 分。他还主动担任小组长.每天第一个完成作业,就开始检查组员的, 

 

管,时间长了,他的坏习气越来越多,如今对他已经束手无策。他父亲 

很有耐心的帮助差生。我暗暗的高兴,他已经努力改变自己了。

虽然我当这个班的班主任,碰到了许多不顺心的事,但使我认识 

只是偶然给孩子一些物质补偿,对孩子的学习要么不闻不问,要么横 

加指责,把孩子说得一无是处。说到这他奶奶恳求的对我说:“老师,请 到了.在教育工作中,重视学生的整体性固然重要,但绝不能忽略个体 

的差异,教师应因人施教,并能像母亲那样,给学生百分之百的关爱, 

你帮我们管管这孩子吧,他非常聪明.可不能这样耽误了啊!” 

 

家访回来,我深深地体会到:一个孩子就是一个故事,每个孩子都 

就能激发学生的学习热情,扬长补短,取得优异的好成绩。

寄托着父母殷切的期望。对于老师来说,一个李研,他只是我班的六十 

作者简介:李宜娣(1962一),女,陕西省渭南市人,临渭区韩马小学一级教 

分之一.可是对于他们的父母而言,孩子就是他们的全部.就是他们的 

师.长期从事小学教学I作。 

百分之百!但李研得父母没有这样想.更没有这样做。我想,作为班主 

任,我为什么不能像一个母亲那样,给孩子关爱,把每个学生都当作自 

己的百分之百呢? 。 

[责任编辑:翟成梁] 

当我用充满关爱的眼睛去重新审视我的学生时,我很快就发现, 

(上接第355页)无功补偿经济当量的意义是线路投入无功补偿 

容量时有功损耗的减少值,即: 

【参考文献】 

[1]许业清编《实用无功功率补偿技术》中国科学技术大学出版社,1998年. 

[2]何利铨编《电力系统无功功率与有功功率控制》重庆大学出版社,1995年 

线路补偿前的有功损耗为 

△PI1=S Rx10-3/Uc2=p +QVUcz.Rxl0 

加装补偿容量Qc之后,有功损耗为 

aPLz=PZ+(O—Oc)YUc:.Rx10 

有功损耗的减少值为 

[3]苑舜编《配电网无功优化及无功补偿装置》中国电力出版社,2003年. 

[4]陆安定编《电动机节能改造实用手册》上海科技技术出版社,1995年 

作者简介:刘锐,1976年11月生,男,汉族,籍贯北京,现工作于安徽六安农 

aPL=APL厂aP==Qc(2Q—Qc).Rxl0-3/Uc 

电有限责任公司用电营销部,助理工程师,大学,从事电力生产及经营管理。 

由此可见.补偿容量越大,其对减少有功损耗的作用越小,这说明 

并非补偿容量越大越经济。无功补偿容量具体要投人多少,需要通过 

[责任编辑:张艳芳] 

技术经济计算比较来确定。 

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2024年5月16日发(作者:邶铃)

科技信息 0电力与能源0 SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第32期 

浅议电力系统电压与无功补偿 

刘 锐 

(六安市农电公司营销部 

安徽六安237005) 

【摘要.】随着经济发展和人民生活水平的提高,用户对电力的需求日趋增长,对电能质量也提出了更高的要求。电压质量对电网的安全与 

经济运行.对保证用户安全生产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有着重要的影响。通过对电压与无功功率的关系进行分析可知,进行无 

功功率补偿对提高电压水平有着至关重要的作用。此外,合理使用补偿装置及科学选定补偿容量,会在供电质量范围内合理的提高电压,产生 

节能效益.确保电能质量最佳。 

【关键词】电压质量;电压偏差;无功功率;无功补偿 

A simple discussion on pressure and reactive compensation of power system 

【Abstract】With the development of our national economy and the rise of people’S living level,the power needed for consumers increases 

progressively,and the higher requirement for power quality is also put forward.The voltage quality has great influence on the safety and economical 

operation of the power net,the product quality as well as the safety and service life of the electric equipments.Through the analysis of the 

relationship between voltage and reactive power,it can be known that,reactive power compensation plays a crucial role in enhancing the voltage leve1. 

It also indicate that,With the rational use of reactive power compensation and the scientiifc selection of compensation capacity,the voltage is 

reasonably enhanced within the quality range of power supply,which can obtain energy saving benefit and insure the optimal power quality as wel1. 

【Key words]power quality;voltage deviation;reactive power;reactive compensation 

电压质量的重要性 

偏差对电气没备的工作状态、性能、效率寿命都有一定的影响。 

随着国民经济发展和人民生活水平的提高,用户对电力的需求Et 

(一)电压偏差对照明设备的影响 

趋增长,对电能质量也提出了更高的要求。电能质量是指电力网供给 

照明设备中自炽灯受电压偏差的影响最为敏感。当电压升高时, 

用户受电端的交流电电能质量,对用户电能质量评价的主要指标有: 

发光效率大大提高,其寿命却大大缩短。如电压比额定值高5%,其寿 

电压质量、频率、供电可靠率、谐波含量等。其中电压是电能的主要质 

命会缩短40%;当电压降低时,白炽灯的寿命可以提高,但发光效率会 

量指标之一,电压质量对电网的安全与经济运行.对保证用户安全生 

大大降低,若电压比额定值低5%,其光通量会降低18%。『l_【第 

产和产品质量以及电气设备的安全与寿命有着重要的影响。 

对于日光灯,灯管的寿命与通过灯管的工作电流有关。当电压比 

二、电压、无功功率与无功补偿 

额定值高5%,由于镇流器饱和,使灯管的工作电流有较大增加,灯管 

交流电力系统需要电源供给两部分能量,一部分用于做功被消耗 

寿命降低约20%;当电压降低,灯管寿命会有所提高,但电压低于额定 

掉,这部分电能将转化为机械能、光能、热能或化学能等.被称之为“有 

值的78%时,由于灯丝预热温度过低,会使其光通量降低,且低温时会 

功功率”。另一部分能量用来建立磁场,用于交换能量使用,对于外部 

使日光灯启动困难。f 】‘镕 ・ 

电路它没有做功,只是由电能转换为磁能,再由磁能转换为电能,周而 

(二)电压偏差对异步电动机的影响 

复始,并没有消耗,这部分能量称为“无功功率”。无功是相对有功而言 

当机端电压降低时,电动机的转矩及启动转矩与电压平方成比例 

的,并不等于说无功是无用之功,若没有这部分功率,就不能建立感应 

下降,如电压降低10%,转矩降到额定值的81%,电动机的滑差降低, 

磁场,电动机、变压器等电力设备就不能运转。在电力系统中.除了负 

在负荷较重时.电动机的总损耗增加,输出功率减小,电动机吸收的无 

荷无功功率外,变压器和线路上的电抗也需要大量无功功率。 

功功率明显下降(但当电压低于某临界值时,无功负荷又开始增加), 

国际电工委员会对无功功率的定义为:电压与无功电流的乘积为 

电动机的电流增加,若机端电压长期处于额定电压的90%以下,可能 

无功功率。其物理意义为:电路中的电感元件与电容元件活动所需要 

会因绝缘老化而降低电动机的寿命,甚至烧坏绕组造成电动机损坏。 

的功率交换称为无功功率 【 ]滞 

雠 

因此,电容和电感并联在同一电路,当电感吸收能量时,正好电容 

当机端电压升高时,电动机的电流因磁路饱和,励磁电流速度增 

释放能量,电感放出能量时,电容正好吸收能量,能量就在它们中间互 

加(无功功率以电压平方增加),铁芯、绕组温升增加。当电压正偏差过 

相交换。即电感性负荷所需的无功功率,可以由电容器的无功输出得 

大时,也会降低电动机的寿命,甚至造成电动机损坏。 

到补偿,由此这种具有电容性的装置被称之为“无功补偿装置”。 

(三)电压偏差对变压器、互感器的影响 

若电力负荷的视在功率为S,有功功率为P,无功功率为Q,有功 

当电压升高时,对变压器、互感器的影响主要有两方面。一是励磁 

功率、无功功率和视在功率之间的关系可以用一个直角三角形来表 

电流增加,使铁芯中磁感应强度增加.导致铁损增加、铁芯温升增加; 

示,以有功和无功功率各为直角边,以视在功率为斜边构成直角三角 

二是油中和绕组表面的电场增加,绕组损耗与电流平方成比例增加。 

形(见图1),有功功率与视在功率的夹角称为功率因数角,其比值称 

(四)电压偏差对并联电容器的影响 

为功率因数,用eosq ̄表示,cos ̄p=P/S。 

电容的无功功率与电压平方成比例,电压低使其无功功率输出大 

P=Uleosq ̄ 

大降低。电压上升会使其无功功率提高,但由于电场增强会造成局部 

Q=Ulsinq ̄ 

放电现象加重.使绝缘寿命降低。若长期在电压额定值的1.1倍状态 

Q 

S=、v/P2+O。=UI 

下工作,其寿命约降低至额定寿命的44%。电容器的爆炸及外壳鼓肚 

P——有功功率,单位瓦特(w) 

等现象.就是由于局部放电及绝缘老化积累效应引起的。 

Q——无功功率,单位乏(vat) 

P 

(五)电压偏差对电力系统运行的影响 

S——视在功率,单位伏安(VA) 

图1 

当电压降低、电压负偏差增大时,对电力系统的影响主要有三个 

无功功率按电路的性质有正有负,Q为正值时表示吸收无功功 

方面:一是由于输电线路输送功率的静态稳定功率极限(Pm=Eu,)()与 

率,Q为负值时表示发出无功功率。在感性电路中,电流滞后于电压, 

发电机电势E成正比,与系统电压U成正比,与组合电抗x成反比, 

‘P>0,Q为正值;而在容性电路中,电流超前于电压,‘P<O,Q为负值。这 

若系统电压低,稳定功率极限随之降低,导致稳定功率极限与线路输 

就是通常称电动机等设备吸收无功,而电容器发出无功的道理。 

送功率的差值也降低,这样容易发生系统不稳定现象,重则会造成系 

三、电压偏差对电气设备及电力系统运行的影响 

统瓦解的重大事故;二是当电网缺乏无功功率、电网运行电压低时,可 

般情况下,电气设备在额定电压下工作.是比较适合的工作状 

能会因电压不稳定造成系统电压崩溃,亦会造成大量用户停电或系统 

态,使用寿命也比较长。但实际上,系统电压有或大或少的偏差,电压 

瓦解;三是电压偏低,电网有功损耗将增加,造成供电成本升高,不利 

科技信息 。电力与能源o SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第32期 

于电网经济运行。 

四、电压水平和无功 

当输电线路或变压器传输功率时,电流将在线路或变压器阻抗上 

产生电压损耗,以一条输电新路为例来分析:一段输电线路的单相等 

值电路,其中R、x分别为其中某一相的电阻和等值电抗,U 、U 为首、 

末端相电压,I为线路中流过的相电流。以线路末端电压u。为参考轴, 

设线路电流I为感性负荷电流,它滞后U 一个角度‘p,电流流过线路 

电阻产生一个电压降lR,它与电流向量同方向,同时 线路电流也在 

线路上产生一个电压降Ix,它超前于电流向量9O。。则线路首端电压 

Ul就是U2、IR、IX三个电压和。 ( 

(三)合理进行无功补偿的重要性 

1.合理的就地无功补偿对调整系统电压,降低线损有十分重要的 

作用。 

例:有一条i10kV的线路选用LG~30O型导线(导线电阻 

0.095Q/km),线路全长20km,输送有功功率30MW,无功功率40Mv ̄, 

计算在功率因数为0.6和0.9时,线路的功率损耗和应补偿的无功功 

率(只计导线电阻功率损耗,不考虑其它因素) ( 

(1)在功率因数为0.6时,此时有功功率P=3OMW,无功功率Q= 

40 Mvar,视在功率=50MVA,电流I=S/U=50/(110x3 )=263A,功率损 

耗P=I R=2632x0.095x20x3=394kW 

在功率因数为0.9时,此时有功功率P=30MW,无功功率Q= 

可得:AU=(PR+QX)/U 

由此可见,电压损耗由两部分组成,即有功功率在电阻上的压降 

14.528 Mvar,视在功率=33.333MVA,电流I=S/U=33.333/(1lOx3 ̄)= 

175A.功率损耗P=I R=175ax0.095 ̄20 ̄3=175kW。 

和无功功率在电抗上的压降。 

(2)应补偿无功容量为4O一14.525=25.472 Mvar。补偿前后有功损 

由电压损耗表达式可知,要改变电压损耗有两种办法:一是改变 

元件的电阻;二是改变元件的阻抗。 耗相差219kW,由计算结果可知,补偿无功功率25.472 Mvar后,每小 

 

增大导线截面可减少电阻,从而减少电压损耗,这种方法在负荷 

时可降低线损219kWh。

2.合理地投停使用无功补偿设备.对调整电网电压、提高供电质 

功率因数较高、原有导线截面偏小的配电线路中比较有效.适合负荷 

不断增加的农村地区采用:在电网中采用最多的是减少线路中的阻 

量、抑制谐波干扰、保证电网安全运行有着十分重要的作用。 

3.从根本上说.要维持整个系统的电压水平,就必须有足够的无 

抗,在超高压输电线路中广泛采用的分裂导线就可以明显降低线路的 

电抗、减少电压损耗、提高输电线路的稳定性及输电能力。 

功电源来满足系统负荷对无功功率的需求和补偿线路及变压器的无 

 

除了用改变电力网参数来减少电压损耗外,改变电压损耗的另一 

功损耗。

个重要方面是改变电网元件中传输的功率,即改变电压损耗表达式中 

六、无功补偿设备及补偿方式 

P和Q的大小。通常,在满足负荷有功功率的前提下.要改变供电线 

路、变压器传输的有功功率是非常困难的。因此,若要改变线路、变压 

(一)同步调相机 

同步调相机是一种不带负载的同步电动机,它是最早采用的一种 

无功补偿设备,其优点为: 

器的传输功率,只有改变其无功功率,使Q减少。 

电压、无功与线损的关系: 

①可以随系统负荷的变化均匀调整电压,使电网电压保持规定的 

△PI=3 1 R 100=p2+Q /U R.10-3 水平。 

由此可知.进行无功功率补偿对提高电压水平有着至关重要的作 

②可以根据系统无功的需要调节励磁运行,过励磁时可以做到发 

用。 

出其额定100%的无功功率,欠励磁时可以吸收其额定的5O%的无功 

功率闻(第 45贞)。 

五、无功功率补偿 

③同步调相机可以安装强行励磁装置,当电网发生故障时,电压 

目前,我国的电厂受水、环保等多方面的制约.其位置往往远离负 

荷中心,电网实际接受的无功功率较少,单靠发电机发出的无功功率 

剧烈降低,同步调相机可以强行励磁,保持电网电压稳定。 

同步调相机主要缺点是投资大,运行维护复杂。 

远远不能满足电网对无功功率的需要,必须配置各种无功功率补偿装 

(二)并联电容器 

置及不同方法进行补偿。 

(一)无功补偿的优化 

作为无功补偿设备,电容器有以下显著优点: 

1.电容器是最经济的设备,它的一次性投资和运行费用都比较 

1.无功功率就地补偿 

无功补偿装置的分布,首先要考虑调压的要求,满足电网电压质 

低,且安装调试简单。 

2.电容器的损耗低,效率高。当前技术水平的电容器,其损耗只有 

量标准。同时,也要避免无功功率至电网内的长距离传输,减少电网的 

02%左右。 ‘镕 

电压损耗和功率损耗。无功补偿的原则是做到无功功率分层分区平 

本身容量的0.

衡,也就是说哪里有无功负荷就在那里安装无功补偿装置。 

3.电容器是静止设备,运行维护简单,无噪音。 

4.电容器的运行范围广,可以集中安装在变电所,也可以分散安 

无功功率就地补偿的意义: 

①改善电网电能质量; 

( 降低电网线损; 

⑧提高功率因数; 

装在配电系统和动力用户处,达到就地补偿的最佳效果。 

(三)并联电抗器 

并联电抗器是一种感性无功补偿装置.它可以吸收系统中过剩的 

④提高电气设备利用率。 

2.无功功率平衡 

107 

无功功率,避免系统运行电压过高。 

为了防止超高压线路空载或轻负荷运行时,线路的充电功率造成 

与有功功率平衡一样,无功功率在每一刻也必须保持平衡。在电 

线路电压升高,一般装设并联电抗器吸收线路的充电功率,同时还可 

 

力系统中,电压与无功功率是一对对立的统一体,当无功负荷与无功 

用来限制由于突然甩负荷或接地故障引起的过电压。

(四)静止补偿器 

出力相平衡时,电压就正常,达到额定值,而当无功负荷大于无功出力 

时,电压就下降,反之,电压就会上升。 

(--)电压与无功的内在关系 

静止补偿器是近年来发展起来的一种动态无功功率补偿装置,其 

主要作用是对电力系统中的动态冲击负荷的补偿,它根据负荷变动情 

 

1.当无功功率平衡时,整个电力系统的电压从整体上看是正常 

况.可以迅速改变所输出无功功率的性质或保持电压恒定。

的,是可以达到额定值的,但实际上有些节点处的电压并不一定合格, 

静止补偿器实际上是将可控电抗器与电容器并联使用,电容器可 

如果无功不是处于平衡状态时,若无功出力大于无功负荷.电压普遍 

发出无功功率.可控电抗器可吸收无功功率.其控制系统由可控的电 

会高一些,但也有个别地方可能会低一些,反之也是如此。 

子器件来实现,响应速度极快,一般只有20ms。 同时,静止补 

 

2.系统需要的无功功率远远大于发电机所能提供的无功出力。这 

偿器还可以抑制谐波对电力系统的危害。

是由于超高压电网包括各级变压器和架空线路在传送电能时需要消 

耗大量的无功,这称为“无功损耗”,一般来说,这些无功损耗与整个电 

网中的无功负荷大小是差不多的。[31【第 页】 

七、无功补偿的经济型 

(一)经济功率因素 

所谓经济功率因素是指用户的节能效益和电能质量最佳,支付电 

3.无功功率不宜远距离传送,当输送功率与传送距离达到一定极 费最少的用电功率因素。提高用户的功率因素需要根据技术经济计算 

限时,将无法传送功率,这是由于超高压等级的变压器、线路阻抗较 

比较.主要应考虑两个方面:一是为了保证系统正常的运行电压水平, 

大,其无功损耗相应也很大,所输送的无功功率均损耗在变压器和线 

无功电源与无功负荷必须保持平稳并留有必要的备用容量;二是按运 

路上了。另外,传送大量的无功功率时,线路电压损失也相当大,同样 行费用最小的原则决定用户的经济功率因素。 

会造成无法传送 [31( 

(二)无功补偿经济当量 (下转第327页) 

科技信息 0教学研究O SCIENCE&TECHNOLOGY INFORMATION 2008年第32期 

对“难缠”学生关爱教育的实践 

李宜娣 

(渭南市临渭区韩马小学 陕西渭南714000) 

【摘要】通过对“难缠”学生李研的家访,深入了解他的家庭情况和生活情况,针对该学生的优点和缺点,制定了科学合理的教育方案,使 

李研很快变成了一个优秀的好学生。提出了只要老师给与每个学生百分之百的关爱,因人施教,就能激发学生的学习热情,扬长补短,取得优异 

的好成绩。 

【关键词】学生;素质;家访;关爱;变化 

还是从刚接这个班说起吧,当这个班主任,我心中没底,不知道如 每个学生都是那么的可爱,我和他们的交流也变得容易起来。 

经过几周的观察后我发现,这个一直被视为无法管教的李研,身 

何下手。就请教原来带过的老师,老师们都说:“这个班整体素质差不 

说,就一个李研就够你头痛的。” 

上的优点还不少呢。他讲义气,重感情,有集体荣誉感和很强的责任 

果真如此.刚开学没有几周,连续两天就不见李研的踪影。我窝了 

心.而且特别在意老师对他的态度。同时也发现,他有一股子劲,能把 

 

肚子火,心里琢磨逮着他要狠狠的训斥一番。可出乎意料,这家伙认 

同学们凝聚在他的周围,他说干什么,就干什么,很少有人不听他的。

错态度特别好,一脸真诚地说:“老师啊,别叫我爸爸来,他知道我上网 他的眼神里时常流露出被爱和被关注的渴望,也许他的调皮就是渴望 

而没有上学,非打死我不可。老师,求求你啦,您打我两下吧,我以后再 的一种曲折的反映吧。我没有再去训斥他,而是温和的和他谈心,“李 

也不违犯纪律了。我一定能改,听您的话,再也不去那种地方,我保证, 研,你以前怎么样老师不管,现在老师看你就是一个有能力的学生,, 

您就看我的行动吧。”我有些哭笑不得,但学生如此地服帖,让我暗自 只要你在各方面努力,严格要求自己,你在我们班会成为最优秀的。老 

高兴,就一时糊涂答应了他的哀求。可高兴劲还没过去呢,我就收到了 师想让你当班长,怎么样?”他回答的声音很小:“我、我怕我当不好,给 

政教处的通知:李研殴打、勒索低年级学生。第二天,北大的学生家长 

老师丢脸。”但我听到了,我心中有谱了。 

就来到学校,声称要找李研算账。班里的学生也接二连三来反映:李研 

新学期开始了.我有意把李研列入班长候选人,果然他很受同学 

屡次不交作业、不上课、不上自习,如此等等。我这才意识到这个李研 们的支持,以几乎全票当选。同学们是怕李研?还是信任李研?我也想 

不清楚,就说:“李研,新班长,给同学们说点什么。”他立即表态:“老 

确实很难缠啊! 

 

怎么解决呢?我有点手足无措了.但着急是没有用的,还是先想清 

师.您放心,我会尽力把班里的一切工作做好,绝不会让老师失望的。”

楚再说吧。我平时的工作中发现,在面对类似的问题时,老师们一般总 

我非常的激动,高兴地说:“李研,好样的,老师相信你,大胆地施展你 

是两种观点。对李研这类学生,一种观点认为他还是个孩子,不能一味 的才华吧!”同学们给以热烈的掌声,他的脸上露出了从未有过的灿 

 

批评训斥,应该引导他,相信他,给他改正错误的机会;另一种观点则 

烂。

认为,对这种屡教不改的“坏家伙”不要姑息、迁就,必须把它孤立起 

李研变了。她不再欺负小学生,不再迟到早退,反而能提前到校。 

督促扫地的同学.检查室内外环境卫生。上课也能遵守纪律,特别是其 

来,免得影响班风。 

究竟应采取哪种处理方式呢?我犹豫不决。困惑中,我想到应该向 

他老师的课堂上,他不但自己认真听讲,还提醒那些爱说话的同学,要 

家长了解一些情况。 尊重老师,尊重老师的辛勤劳动。早读和午自习前,他逐个检查学生的 

到了李研的家,我的内心沉甸甸的 他的父母不见人影,见到他的 

红领巾,谁没有带他就马上拿出备用得给谁,生怕值周生扣掉班级一 

爷爷奶奶。原来李研是由爷爷奶奶养大的,从小就十分宠爱,舍不得严 分。他还主动担任小组长.每天第一个完成作业,就开始检查组员的, 

 

管,时间长了,他的坏习气越来越多,如今对他已经束手无策。他父亲 

很有耐心的帮助差生。我暗暗的高兴,他已经努力改变自己了。

虽然我当这个班的班主任,碰到了许多不顺心的事,但使我认识 

只是偶然给孩子一些物质补偿,对孩子的学习要么不闻不问,要么横 

加指责,把孩子说得一无是处。说到这他奶奶恳求的对我说:“老师,请 到了.在教育工作中,重视学生的整体性固然重要,但绝不能忽略个体 

的差异,教师应因人施教,并能像母亲那样,给学生百分之百的关爱, 

你帮我们管管这孩子吧,他非常聪明.可不能这样耽误了啊!” 

 

家访回来,我深深地体会到:一个孩子就是一个故事,每个孩子都 

就能激发学生的学习热情,扬长补短,取得优异的好成绩。

寄托着父母殷切的期望。对于老师来说,一个李研,他只是我班的六十 

作者简介:李宜娣(1962一),女,陕西省渭南市人,临渭区韩马小学一级教 

分之一.可是对于他们的父母而言,孩子就是他们的全部.就是他们的 

师.长期从事小学教学I作。 

百分之百!但李研得父母没有这样想.更没有这样做。我想,作为班主 

任,我为什么不能像一个母亲那样,给孩子关爱,把每个学生都当作自 

己的百分之百呢? 。 

[责任编辑:翟成梁] 

当我用充满关爱的眼睛去重新审视我的学生时,我很快就发现, 

(上接第355页)无功补偿经济当量的意义是线路投入无功补偿 

容量时有功损耗的减少值,即: 

【参考文献】 

[1]许业清编《实用无功功率补偿技术》中国科学技术大学出版社,1998年. 

[2]何利铨编《电力系统无功功率与有功功率控制》重庆大学出版社,1995年 

线路补偿前的有功损耗为 

△PI1=S Rx10-3/Uc2=p +QVUcz.Rxl0 

加装补偿容量Qc之后,有功损耗为 

aPLz=PZ+(O—Oc)YUc:.Rx10 

有功损耗的减少值为 

[3]苑舜编《配电网无功优化及无功补偿装置》中国电力出版社,2003年. 

[4]陆安定编《电动机节能改造实用手册》上海科技技术出版社,1995年 

作者简介:刘锐,1976年11月生,男,汉族,籍贯北京,现工作于安徽六安农 

aPL=APL厂aP==Qc(2Q—Qc).Rxl0-3/Uc 

电有限责任公司用电营销部,助理工程师,大学,从事电力生产及经营管理。 

由此可见.补偿容量越大,其对减少有功损耗的作用越小,这说明 

并非补偿容量越大越经济。无功补偿容量具体要投人多少,需要通过 

[责任编辑:张艳芳] 

技术经济计算比较来确定。 

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