1、电压调整的必要性
电压偏移对设备性能产生不利。
比如:白炽灯的端电压比un低5%时,光通量减少15%,发光效率降低约10%;低10%时,光通量减少30% ,发光效率降低约20% 。端电压比un高5%时,发光效率升高约10%,寿命减少一半。
气体放电类灯具(如:金属卤化灯、日光灯)的寿命、照度的关系:
电压
80%
90%
100%
110%
寿命
0.8
2
1
0.5
照度
76-87%
93-97%
100%
110%
异步电动机的转矩mmax∝u2, u下降 i上升,严重时造成电动机停止转动,加速绝缘老化、甚至烧毁电动机。
最严重情况,可能造成“电压崩溃”。
我国规定的“允许用户电压偏移”为:
35kv及以上电压供电的负荷:±5%
10kv及以上电压供电的负荷:±7%
低压照明负荷:+5%,-10%
2、负荷的电压静态特性
在稳态运行情况下,用电设备取用的功率随电压变化的关系称为负荷的电压静态特性。
有功负荷对电压变动不太敏感;
无功负荷对电压变动非常敏感。
3、无功功率负荷与损耗
电力系统的许多负载,如异步电动机、电焊机、感应电炉等,除了消耗有功功率外,还需吸收感性无功功率。
一般综合负荷的功率因数为0.6~0.9。
此外,变压器等元件也需要感性无功功率。变压器中无功功率损耗包括两部分:
励磁损耗——该损耗占额定容量的百分数,基本等于空载电流百分数i0%,约为1%~2%。
绕组中的无功损耗——在变压器满载时,基本等于短路电压uk%的百分数,约为10%。
多电压等级电力系统中,变压器无功功率损耗有时可高达无功负荷的50%~70%。
电力线路中无功功率损耗也包括两部分:
并联电纳中的无功损耗——该损耗又称充电功率,呈容性。
串联电抗中的无功损耗——呈感性。
通常,线路电压较低、长度较短时,线路中无功功率损耗呈感性。
4、电力系统的无功功率平衡
如果电力系统负载感性无功功率及变压器、线路的感性无功功率损耗都由发电机提供,那么电网的有功功率损耗会很大,而且用户处的电压质量也无法保证。
因此,需要安装并联无功补偿设备。
并联无功补偿设备要尽可能装在负荷中心,使得无功“就地平衡”。
∑qgc-∑ql-∑△q = qr
其中,∑qgc——无功电源容量的总和;
∑ql——电力系统中总的无功负荷;
∑△q——线路和变压器中的无功功率损耗(线路电纳充电功率为负);
qr——无功备用容量。