### 电力系统无功功率与电压调整的关键知识点
#### 一、电力系统中无功功率平衡
**定义：**
无功功率是指在交流电路中，电感元件与电容元件之间能量交换的一种形式，它不消耗电能，而是用于建立磁场和电场，支持电力系统正常运行。
**无功功率的作用：**
在电力系统中，无功功率主要用于提供电力网络及其各种设备（如变压器、电缆等）的励磁所需。通过合理控制无功功率，可以有效提高电力系统的稳定性，并减少传输过程中的能量损失。
**无功功率的来源：**
- **发电机：** 可以作为无功功率的主要来源之一，尤其是当发电机在超前功率因数下运行时。
- **高压输电线路：** 在一定条件下，高压线路能够提供无功功率。
- **大型同步电动机：** 同步电动机在运行过程中也可以提供部分无功功率。
- **补偿装置：** 如并联电容器组、静止无功发生器(SVG)等专门设计用来补偿无功功率的设备。
**无功功率对电压的影响：**
无功功率与电力系统中的电压水平密切相关。如果系统中的无功功率供应与需求不平衡，会导致电压不稳定，从而影响电力系统的安全运行。为了确保电力系统的稳定运行，通常要求：
- **Q > 0**：表示无功功率有适量的备用，可以满足系统的需求。
- **Q < 0**：表明无功功率不足，需要增加补偿装置来补充。
- **Q = 0**：虽然理论上达到了平衡状态，但实际上系统对外界小干扰非常敏感，容易失衡。
**发电机运行要求：**
电力系统中一般要求发电机按照额定功率因数运行，即发电机发出的有功功率与视在功率的比值保持在一个固定值。这样做的目的是为了确保电力系统的稳定性和效率。
#### 二、电力系统的电压调整
**电压调整的重要性：**
电压调整是指在不同的运行方式下，通过采取一系列措施来维持电力系统中各用电设备的端电压在规定范围内，确保电力系统的安全可靠运行、提高电能质量和经济效益。
**电压中枢点的选择：**
在复杂的电力系统中，不可能监测到每一个节点的电压情况。因此，通常会选择一些具有代表性的点作为电压中枢点进行监控，这些点包括：
- 大型发电厂的高压母线。
- 枢纽变电站的二次母线。
- 具有大量地方性负荷的发电厂母线。
**调压方式：**
根据电力网络的特点和负荷变化情况，可以采用不同的调压方式：
- **逆调压：**适用于大型网络，线路较长且负荷变动较大的情况。
- **顺调压：**适用于小型网络，线路较短且负荷变动不大的情况。
- **常调压：**适用于中型网络，负荷波动情况较为均衡的情况。
**调压措施：**
常用的调压方法包括：
- **改变发电机端电压调节：**通过调整发电机的励磁电流来改变发电机的端电压。
- **改变变压器分接头调压：**通过调整变压器的分接开关位置来实现电压的调节。
- **并联电容器或调相机调压：**通过接入并联电容器或调相机来补偿无功功率，从而达到调节电压的目的。
- **串联电容器调压：**通过在输电线路上接入串联电容器来改善电压分布。
无功功率和电压调整是电力系统分析中的两个重要概念。通过合理控制无功功率和实施有效的电压调整措施，可以显著提高电力系统的运行效率和可靠性，保障电力供应的质量。
