灌区供电系统设计与无功补偿容量计算(9)
3.3电力系统的无功功率平衡与电压的关系
3.3.1允许电压偏移
各种用电设备都是按照额定电压来设计制造的，这些设备在额定电压下运行将能取得最佳的效果，电压过大的偏离额定值将对用户产生不良的影响。例如：异步电动机的端电压过低时，电动机可能由于转矩太小而失速甚至停转，也会由于定子电流增大导致绕组温度增高，加速绝缘老化，影响设备寿命[8]。
电压质量对电力系统本身也有一定的影响。电压降低时，会使电网中的有功功率损耗和能量损耗增加，过低还会危及电力系统运行的稳定性[8]；而电压过高，各种电气设备的绝缘会受到损害，在超高压输电线路中还将增加电晕损耗。
从技术上和经济上综合考虑，规定各类用户的允许电压偏移是完全必要的。我国规定在正常运行情况下各类用户允许电压偏移如表3-1所示。
表3-1各类用户允许电压偏移
10kV及以下电压供电的负荷
35kV及以上电压供电的负荷
低压照明负荷 +5%
农村电网（正常） +7.5%
（事故） +10%
在事故后运行状态下，由于电力系统部分设备退出运行，电压损耗比正常运行时大。考虑故障时间较短，电压偏移允许比正常值在多5%，但也不能超过10%[8]。
3.3.2无功功率平衡
电力系统无功功率平衡的基本要求是：系统中的无功电源可能发出的无功功率应该大于或者至少等于负荷所需的无功功率和网络中的无功功率损耗之和。为了保证运行的可靠性和适应无功负荷的增长，系统还必须配置一定的无功备用容量。系统的无功功率平衡关系式为
(3-10)
其中， 表示的是电源供应的无功功率之和， 为无功负荷之和， 为网络无功功率损耗之和， 是无功功率备用。
若 > 0表示系统中的无功功率可以平衡且留有适量的备用；如 < 0表示系统中的无功功率不足，要考虑加设无功功率补偿设施。
系统无功电源的总出力 包括发电机的无功功率 和各种无功功率补偿设备的无功功率 ，即
(3-11)
一般要求发电机接近于额定功率因数运行，故可按额定功率因数计算它所发出的无功功率。此时如果系统的无功功率能够平衡，则发电机就保持有一定的无功备用。调相机和静电电容器等无功功率补偿装置按额定容量来计算其无功功率。
总无功负荷 按负荷的有功功率和功率因数计算。为了减少输送无功功率引起的网损，我国有关技术导则规定，以35kV及以上的电网等级直接供电的工业负荷，功率因数要达到90%以上，对其他负荷，功率因数不低于85%。
网络的无功功率损耗之和 包括变压器的无功功率损耗 、线路电抗的无功功率损耗 和线路电纳的无功功率 （一般只计算110kV及以上的电压线路的充电功率），即
(3-12)
从改善电压质量和降低网络功率损耗考虑，应该尽量避免通过电网元件大量地传送无功功率。电力系统的无功功率平衡应分别按照正常最大和最下负荷的运行方式进行计算。必要时还应校验某些设备检修时或故障后运行方式下的无功功率平衡。根据无功平衡的需要，增添必要的无功补偿容量，并按无功功率就地平衡的原则进行补偿容量的分配。小容量的、分散的无功补偿可采用静电电容器；大容量的、配置在系统中枢点的无功补偿则宜采用同步调相机或静止补偿器。