无功功率平衡及其影响因素

1.补偿容量不足时的无功功率平衡

进行系统无功功率平衡的前提是保持系统的电压水平正常；否则，系统的电压质量就得不到保证。在图261所示的系统无功功率负荷的静态电压特性曲线中，在正常情况下，系统无功功率电源所提供的无功功率QGCN，由无功功率平衡的条件：QGCN-QLD-QL=0决定的电压为Ua，设此电压对应于系统正常的电压水平。但假如系统无功功率电源提供的无功功率仅为QGC（QGC＜QGCN），此时虽然系统中的无功功率也能平衡，但平衡条件所决定的电压水平为U，而U显然低于Ua。在这种情况下，虽然可以采取某些措施，如改变某台变压器的变比来提高局部地区的电压水平，但整个系统的无功功率仍然不足，系统的电压质量得不到全面改善。这种平衡是系统无功功率不足时达到的平衡，是由于系统的电压水平下降，无功功率负荷本身具有的电压调节效应，使全系统的无功功率需求有所下降而达到的。

图261　无功功率负荷的静态电压特性曲线

图262　系统无功功率电源充足时无功功率平衡曲线(www.xing528.com)

2.系统无功功率电源充足时的无功功率平衡

在正常情况下（系统电压为额定电压），如图262所示。系统无功电源Q同电压U的关系为曲线1，负荷的无功电压特性为曲线2，两者的交点a确定了负荷节点的电压Ua。

当负荷增加时，如曲线2′所示，如果系统的无功电源没有相应增加，电源的无功特性仍然是曲线1，这时曲线1和曲线2′的交点a′就代表了新的无功功率平衡点，并由此决定了负荷点的电压为Ua′，显然Ua′＜Ua，说明负荷增加后，系统的无功功率电源已不能满足在电压Ua下的无功平衡，只能降低电压运行，以取得较低电压下的无功功率平衡，但如果系统无功电源比较充足，通过补偿，电源的无功特性将上移到曲线1′的位置，从而使曲线1′与2′的交点c所确定的负荷节点电压达到或接近原来的数值Ua。由此可见。若系统的无功功率电源比较充足，系统就能具有较高的运行电压水平；反之，系统的无功功率电源不足，则反映为系统运行电压水平偏低。因此，应该力求实现在额定电压下的系统无功功率平衡，根据这个要求来装设必要的无功功率补偿装置。