論電力系統電壓與無功補償

摘 要:在電力系統中，不可忽視無功功率的平衡對電壓的影響，無功功率的增加或減少，均對系統電壓產生較大的波動及增加電能損耗，必須安裝充足的無功補償裝置， 通過調整電源無功功率的輸出來保持無功功率的平衡，以保持電壓在正常范圍內，同時減少功率損耗。

關鍵詞:電壓;無功功率;無功補償;線損

1 電壓水平與無功功率補償

當輸電線路或變壓器傳輸功率時，電流將在線路或變壓器阻抗上產生電壓損耗，下面以一條輸電線路為例來分析這個問題。一段輸電線路的單相等值電路，其中R、X分別為一相的電阻和等值電抗，U₁、U₂為首未端相電壓，I為線路中流過的相電流。

為了說明問題，以線路末端電壓U₂為參考軸，設線路電流I為正常的感性負荷電流，它滯后于U₂一個角度φ，電流流過線路電阻產生一個電壓降IR，它與電流向量同方向，同時，線路電流也在線路上產生一個電壓降IX，它超前于電流向量90度，U₁就是U₂、IR、IX三個電壓的和。

線路的電壓損耗△U為電壓△U₁和△U₂之和，△U₁=IRcosφ，△U₂=IXsinφ，所以線路的電壓損耗為△U=△U₁+△U₂ = I(Rcosφ+Xsinφ)，如果電流I用線路末端的單相功率S和電壓U₂來表示，即

P=U₂Icosφ，Q=U₂Isinφ

則可得:△U=(PR+QX)/U₂

由此可見，電壓損耗由兩部分組成，即有功功率在電阻上的壓降和無功功率在電抗上的壓降。

由電壓損耗表達式△U = (PR + QX)/U可知，要改變電壓損耗有兩種辦法。(1)改變元件的電阻;(2)改變元件的電抗，都能起到改變電壓損耗的作用。

減少線路電阻辦法是增大導線截面減小電阻以減小電壓損耗，這種辦法在負荷功率因數較高、原有導線截面偏小的配電線路中比較有效。……