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【摘 要】电压作为评价电能质量的重要指标，在电力系统中的用电设备主要就是按照标准的额定电压进行设计和制造，以确保用户用电设备符合其要求，电压值偏移处于可控范围之内是电力系统运行调整的主要任务。电压调整的特点就在于电力系统中很多节点的电压值不同，因此它与电力系统的无功功率有着较为密切的关系。所以为了确保整个电力系统各节点处电压符合要求与标准，就必须要采取各种有效措施。对此文章就电力系统中的无功补偿与电压调整进行简单的分析，并提出一些可供参考的意见与措施。
【关键词】电力系统；无功补偿；电压；措施
1 电网电压偏低
（1）电网电压偏低的原因。电网无功功率电源不足或无功补偿设备投切不合理等，使无功平衡破坏，这是电网电压水平普遍降低的根本原因。由于早期的供电网络或配电网络线路送电距离长、供电半径大、导线截面小，使线路电压损失较大，现在正在投入资金进行配网改造，解决农网低电压的问题。另外变电所变压器分接头位置放置不合理、电网接线不合理、负荷过重、负荷功率因数低、电力设备检修及线路故障等，都可使电网电压下降。
（2）电网电压偏低的危害。对发电机的危害：发电机定子电流随其功率角的增大而增大。假设发电机在正常电压时定子电流为额定值，若系统电压降低，发电机仍要保持其出力，功率角就要增大，必然引起定子电流增大超过额定值。所以这种情况下，必须减少发电机的出力。对异步电动机的危害：在电力系统的负荷中，异步电动机占很大的比例，如果电压降低，异步电动机的转差率将增大，从而电动机定子绕组中电流将随之增大，导致电动机温升增加，效率降低，寿命缩短。对照明负荷的危害：电网电压下降，引起电灯功率下降，照明亮度降低。有关数据显示，电压降低10%，白炽灯的亮度降低35%；水银灯亮度减少20%；日光灯亮度降低10%，而且寿命缩短。如果电压降低20%，日光灯将不能启动。对冶金等行业的危害：电路的有功功率与电压平方成正比，电路将因为电压过低而影响冶炼时间，可能导致产品不合格，甚至报废。电网电压偏低还可能造成电网振荡、系统解列、大面积停电，导致断水、断气、电讯中断，严重影响人民生活和社会安全。电压偏低电网中线路上的线损将升高。
2 电力系统无功补偿方式
2.1 同步调相机
同步调相机实际上是一种同步电动机，它应用于无功补偿非常早，随着并联电容器的广泛使用其重要地位逐渐消退，但是同步调相机也有着巨大的优势：
2.1.1根据电力系统负荷的变化情况，同步调相机能够均匀、稳定的调整电压，确保电力系统电压处于规定水平。而电容器则只能够将其分为若干小组进行阶梯式的调压，因此同电容器相比具有更强的适应性。
2.1.2根据电力系统无功需要，同步调相机还可以自动调节励磁的运行，在过励磁时甚至能够保证它发出额定值100%的无功功率，欠励磁时吸收额定值50%的无功功率。而电容器则只能发出无功，不可吸收无功。
2.1.3 同步调相机可以强制性的在电力系统中装设励磁装置，这样一来即使电力系统出现故障，电压迅速降低，同步调相机也能够强行励磁从而保证电压稳定，这对于提高电力系统运行的安全稳定性无疑有着巨大的作用。
2.2 并联电容器
并联电容器是当前使用最为广泛的一种无功补偿设备，当前国内外电力系统中大概有90%左右的无功补偿设备均为并联电容器，它在电力系统中的应用主要由以下优势：
2.2.1 经济高效，电容器及其设备的投资、运行费用低廉，安装调试也非常方便，能够在短时间内迅速起到控制效果。
2.2.2 损耗小、效率高。大量的实践研究表明，电容器的损耗仅仅只占其容量的0.02%左右，而同步调相机则为2%-30%，其损耗远远低于同步调相机。
2.2.3 维护方便，电容器本身就是一种静止设备，在工作运行当中没有噪音，而且运行维护非常简便，而同步调相机为旋转电机，不但会产生噪音，在维护上的难度也比较大。
2.2.4 灵活性强。电容器之所以能够在现代电力系统中得到广泛应用，其原因就在于它的适应性。同步调相机只能够固定的安装在某一中心变电站中，但是电容器则可以深入到各个电力系统内，打破了空间限制。
3 电压调整的措施
（1）通过改变发电机端电压调压。在各种调压措施中，最直接最经济的手段是利用发电机调压，因为这是一种不需要额外投资的调压手段，所以应当优先考虑采用。发电机调整端电压是通过调节励磁从而改变无功功率出力来实现的，现代的同步发电机可在额定电压的95%～105%范围内保持以额定功率运行，也就是发电机保持同样出力的情况下，可以在10%范围内调节电压。在发电机不经变压器升压就向用户供电的简单系统中，如果线路不是很长、线路上电压损耗不是很大的情况下，一般只通过改变发电机励磁，改变其母线电压就可以将电压调整到合格的范围。但是在发电机经过多级变压器变换电压向远方供电的情况下，末端电压随着负荷的改变可能产生20%的电压变化，单依靠发电机调压显然不能保证这部分用户的电能质量，可采用其他调压方式共同调节。
（2）通过调整变压器分接头调整电压。双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高中压绕组一般都有若干个分接头可供选择，通过选择不同的分接头，使变压器变压比例发生变化，从而达到调压目的。在无功充裕的系统中，运用各种类型的有载变压器调压方便、有效，而且有些负荷不采用有载调压变压器几乎就无法获得负荷需要的电能质量，中低压配电网中因为输电线路电阻较大，通过无功功率调压往往效果不够好，经常不得不采用具有分接头的有载调压变压器。但是只有当无功充足时，用改变变压器变比调压才会有效，当系统无功不足时，必须先增设无功补偿设备。若在无功不足时调节变压器分接头升压，可能引起整个系统电压的“崩溃”，因为节点电压平方与无功功率成正比，若该点电压升上去了，则该点所需要的无功会更多，最终导致整个系统的电压继续下降，导致电压“崩溃”。
（3）通过补偿设备调压。系统中无功功率不够充分时，需要考虑运用各种补偿设备进行调压。这些补偿设备可分为两类，即串联补偿和并联补偿。所谓串联补偿就是指串联电容器补偿，但是作为调压措施，串联补偿电容器由于设计、运行等方面的原因，目前应用比较少。并联补偿指并联电容器、调相机和静止补偿器。并联电容器的优点：电容器可以根据需要连接成组，可以分组集中使用，又可以分散安装，就地提供无功，从而减少线路功率损耗和电压损耗； 电容器还可以做到随电压波动分组投切，再加上电容器运行损耗小，投资费用低，因此，电容器仍是目前电网中应用最普遍的无功补偿设备。无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。并联电容器的缺点：电容器只能发出感性无功功率以提高节点电压，不能吸收无功功率来降低节点电压，因此，在低负荷时，应当切除节点上的部分乃至全部电容器。调相机的优点：调相机的调压方式是借改变其励磁电流的大小来改变其供出或吸收的感性无功功率。
在前几年的设计过程中也有对电力系统无功补偿的实际应用，比如辽宁盘锦辽滨汇洲热
力有限公司热源厂二期扩建工程，对厂用电系统进行了无功补偿；另外再2013年南充化工园区热电项目一期工程设计中，通过无功补偿装置对系统进行无功补偿，否则将对电网造成不小的影响。
4 结束语
总而言之，电力系统的无功补偿不但能够有效的改善电压质量，而且可以达到无功符合的就地平衡。这对于提高我国国家电网的运行水平、电费支出的降低有着至关重要的作用。但是在当前的具体应用过程当中仍然还存在较多的问题，因此我们更应该从技术、经济等角度进行全面的考虑，具体情况具体分析，采用合理的对策，从而使电力系统实现经济、稳定、高效运行。
参考文献
[1]徐先勇.电力市场下的无功优化规划[J].电工技术杂志，2000，6.
[2]王正风.浅谈电力系统的无功优化和无功补偿[J].电力电容器，2002，3.
[3]唐宗全.计及无功电价的无功优化规划[J].华东电力，2000，3.
[4]阮湘梅.基于电力系统电容器无功补偿与电压调整问题的探讨[J].湖南水利水电，2007，3.
【关键词】电力系统；无功补偿；电压；措施
1 电网电压偏低
（1）电网电压偏低的原因。电网无功功率电源不足或无功补偿设备投切不合理等，使无功平衡破坏，这是电网电压水平普遍降低的根本原因。由于早期的供电网络或配电网络线路送电距离长、供电半径大、导线截面小，使线路电压损失较大，现在正在投入资金进行配网改造，解决农网低电压的问题。另外变电所变压器分接头位置放置不合理、电网接线不合理、负荷过重、负荷功率因数低、电力设备检修及线路故障等，都可使电网电压下降。
（2）电网电压偏低的危害。对发电机的危害：发电机定子电流随其功率角的增大而增大。假设发电机在正常电压时定子电流为额定值，若系统电压降低，发电机仍要保持其出力，功率角就要增大，必然引起定子电流增大超过额定值。所以这种情况下，必须减少发电机的出力。对异步电动机的危害：在电力系统的负荷中，异步电动机占很大的比例，如果电压降低，异步电动机的转差率将增大，从而电动机定子绕组中电流将随之增大，导致电动机温升增加，效率降低，寿命缩短。对照明负荷的危害：电网电压下降，引起电灯功率下降，照明亮度降低。有关数据显示，电压降低10%，白炽灯的亮度降低35%；水银灯亮度减少20%；日光灯亮度降低10%，而且寿命缩短。如果电压降低20%，日光灯将不能启动。对冶金等行业的危害：电路的有功功率与电压平方成正比，电路将因为电压过低而影响冶炼时间，可能导致产品不合格，甚至报废。电网电压偏低还可能造成电网振荡、系统解列、大面积停电，导致断水、断气、电讯中断，严重影响人民生活和社会安全。电压偏低电网中线路上的线损将升高。
2 电力系统无功补偿方式
2.1 同步调相机
同步调相机实际上是一种同步电动机，它应用于无功补偿非常早，随着并联电容器的广泛使用其重要地位逐渐消退，但是同步调相机也有着巨大的优势：
2.1.1根据电力系统负荷的变化情况，同步调相机能够均匀、稳定的调整电压，确保电力系统电压处于规定水平。而电容器则只能够将其分为若干小组进行阶梯式的调压，因此同电容器相比具有更强的适应性。
2.1.2根据电力系统无功需要，同步调相机还可以自动调节励磁的运行，在过励磁时甚至能够保证它发出额定值100%的无功功率，欠励磁时吸收额定值50%的无功功率。而电容器则只能发出无功，不可吸收无功。
2.1.3 同步调相机可以强制性的在电力系统中装设励磁装置，这样一来即使电力系统出现故障，电压迅速降低，同步调相机也能够强行励磁从而保证电压稳定，这对于提高电力系统运行的安全稳定性无疑有着巨大的作用。
2.2 并联电容器
并联电容器是当前使用最为广泛的一种无功补偿设备，当前国内外电力系统中大概有90%左右的无功补偿设备均为并联电容器，它在电力系统中的应用主要由以下优势：
2.2.1 经济高效，电容器及其设备的投资、运行费用低廉，安装调试也非常方便，能够在短时间内迅速起到控制效果。
2.2.2 损耗小、效率高。大量的实践研究表明，电容器的损耗仅仅只占其容量的0.02%左右，而同步调相机则为2%-30%，其损耗远远低于同步调相机。
2.2.3 维护方便，电容器本身就是一种静止设备，在工作运行当中没有噪音，而且运行维护非常简便，而同步调相机为旋转电机，不但会产生噪音，在维护上的难度也比较大。
2.2.4 灵活性强。电容器之所以能够在现代电力系统中得到广泛应用，其原因就在于它的适应性。同步调相机只能够固定的安装在某一中心变电站中，但是电容器则可以深入到各个电力系统内，打破了空间限制。
3 电压调整的措施
（1）通过改变发电机端电压调压。在各种调压措施中，最直接最经济的手段是利用发电机调压，因为这是一种不需要额外投资的调压手段，所以应当优先考虑采用。发电机调整端电压是通过调节励磁从而改变无功功率出力来实现的，现代的同步发电机可在额定电压的95%～105%范围内保持以额定功率运行，也就是发电机保持同样出力的情况下，可以在10%范围内调节电压。在发电机不经变压器升压就向用户供电的简单系统中，如果线路不是很长、线路上电压损耗不是很大的情况下，一般只通过改变发电机励磁，改变其母线电压就可以将电压调整到合格的范围。但是在发电机经过多级变压器变换电压向远方供电的情况下，末端电压随着负荷的改变可能产生20%的电压变化，单依靠发电机调压显然不能保证这部分用户的电能质量，可采用其他调压方式共同调节。
（2）通过调整变压器分接头调整电压。双绕组变压器的高压绕组和三绕组变压器的高中压绕组一般都有若干个分接头可供选择，通过选择不同的分接头，使变压器变压比例发生变化，从而达到调压目的。在无功充裕的系统中，运用各种类型的有载变压器调压方便、有效，而且有些负荷不采用有载调压变压器几乎就无法获得负荷需要的电能质量，中低压配电网中因为输电线路电阻较大，通过无功功率调压往往效果不够好，经常不得不采用具有分接头的有载调压变压器。但是只有当无功充足时，用改变变压器变比调压才会有效，当系统无功不足时，必须先增设无功补偿设备。若在无功不足时调节变压器分接头升压，可能引起整个系统电压的“崩溃”，因为节点电压平方与无功功率成正比，若该点电压升上去了，则该点所需要的无功会更多，最终导致整个系统的电压继续下降，导致电压“崩溃”。
（3）通过补偿设备调压。系统中无功功率不够充分时，需要考虑运用各种补偿设备进行调压。这些补偿设备可分为两类，即串联补偿和并联补偿。所谓串联补偿就是指串联电容器补偿，但是作为调压措施，串联补偿电容器由于设计、运行等方面的原因，目前应用比较少。并联补偿指并联电容器、调相机和静止补偿器。并联电容器的优点：电容器可以根据需要连接成组，可以分组集中使用，又可以分散安装，就地提供无功，从而减少线路功率损耗和电压损耗； 电容器还可以做到随电压波动分组投切，再加上电容器运行损耗小，投资费用低，因此，电容器仍是目前电网中应用最普遍的无功补偿设备。无功补偿设备的配置，应按照“分级补偿，就地平衡”的原则，合理布局。并联电容器的缺点：电容器只能发出感性无功功率以提高节点电压，不能吸收无功功率来降低节点电压，因此，在低负荷时，应当切除节点上的部分乃至全部电容器。调相机的优点：调相机的调压方式是借改变其励磁电流的大小来改变其供出或吸收的感性无功功率。
在前几年的设计过程中也有对电力系统无功补偿的实际应用，比如辽宁盘锦辽滨汇洲热
力有限公司热源厂二期扩建工程，对厂用电系统进行了无功补偿；另外再2013年南充化工园区热电项目一期工程设计中，通过无功补偿装置对系统进行无功补偿，否则将对电网造成不小的影响。
4 结束语
总而言之，电力系统的无功补偿不但能够有效的改善电压质量，而且可以达到无功符合的就地平衡。这对于提高我国国家电网的运行水平、电费支出的降低有着至关重要的作用。但是在当前的具体应用过程当中仍然还存在较多的问题，因此我们更应该从技术、经济等角度进行全面的考虑，具体情况具体分析，采用合理的对策，从而使电力系统实现经济、稳定、高效运行。
参考文献
[1]徐先勇.电力市场下的无功优化规划[J].电工技术杂志，2000，6.
[2]王正风.浅谈电力系统的无功优化和无功补偿[J].电力电容器，2002，3.
[3]唐宗全.计及无功电价的无功优化规划[J].华东电力，2000，3.
[4]阮湘梅.基于电力系统电容器无功补偿与电压调整问题的探讨[J].湖南水利水电，2007，3.