Vibro-meter 200-566-000-012 200-566-101-012 VM600 IOCN

Vibro-meter 200-566-000-012 200-566-101-012 VM600 IO

无功功率及其对系统性能的影响

无功功率(Q)，虽然它不贡献于实际能量的传输，但在交流系统中维持必要的电磁场方面起着至关重要的作用。传输线中的无功功率来自于两方面：

线路电感(消耗无功功率)

线路电容(产生无功功率)

净无功功率平衡显著影响传输线路的电压分布和负载能力。假设线路为无损耗模型，传输的无功功率为：

输入：Q输入：=输入：(输入：V输入：R输入：X输入：)⋅输入：(输入：V输入：s余弦输入：(输入：δ输入：)输入：−输入：V输入：R输入：)输入：Q输入：=输入：(输入：V输入：R输入：X输入：)⋅输入：(输入：V输入：s余弦输入：⁡输入：(输入：δ输入：)输入：−输入：V输入：R输入：)

哪里:

V点和V点是发送端和接收端的电压，

X 是线路电抗。

δ 是功率角。

过多的感性无功功率会导致电压下降，而过多的容性无功功率(尤其是在轻载或空载条件下)会导致过电压——这种现象在长线路中称为费兰蒂效应。

功率损耗与无功流之间的关系

无功功率的流动间接地对有功功率损耗有贡献。这是因为线路中的总电流包括有功和无功分量。总电流I由以下公式给出：

我输入：=输入：S输入：∗好的，请输入您希望翻译的文本。3⋅输入：V输入：=输入：P输入：−输入：j输入：Q好的，请输入您希望翻译的文本。3⋅输入：V我输入：=输入：S输入：∗3⋅输入：V输入：=输入：P输入：−输入：j输入：Q3⋅输入：V

即使实际功率P保持恒定，较高的无功功率Q会增加电流幅度，从而增加I2R损耗。因此，管理无功功率对于提高整体传输效率至关重要。

Vibro-meter 200-566-000-012 200-566-101-012 VM600 IO功率因数(PF)定义为PF = cos (θ) = P/S，其中S是视在功率，是一个重要的指标。功率因数低意味着相同真实功率所需的电流更高，导致更多的线路损耗和电压降。

假设我们需要以两种不同的功率因数在11 kV线电压下传输1000 kW的有功功率：

案例 1：高功率因数 (PF = 1.0)

输入：S输入：=输入：P余弦输入：(输入：θ输入：)输入：=10001输入：=1000 千伏安输入：S输入：=输入：P余弦输入：⁡输入：(输入：θ输入：)输入：=10001输入：=1000 千伏安我输入：=1000输入：×103好的，请输入您希望翻译的文本。3⋅11输入：×103输入：=52.5 输入： A我输入：=1000输入：×1033⋅11输入：×103输入：=52.5 输入： A

案例2：低功率因数(PF = 0.7)

输入：S输入：=输入：P余弦输入：(输入：θ输入：)输入：=10000.7输入：=1428.6 千伏安输入：S输入：=输入：P余弦输入：⁡输入：(输入：θ输入：)输入：=10000.7输入：=1428.6 千伏安我输入：=1428.6输入：×103好的，请输入您希望翻译的文本。3⋅11输入：×103输入：=75 输入： A我输入：=1428.6输入：×1033⋅11输入：×103输入：=75 输入： A现在，比较损失：

在 PF = 1 时：P损失 = 3 × (52.5)2 × R ≈ 8269R

在PF = 0.7时：P损失 = 3 × (75)2 × R ≈ 16875R

Vibro-meter 200-566-000-012 200-566-101-012 VM600 IO因此，由于功率因数差，线路损耗增加了一倍，假设电阻R相同。

长距离传输和无功补偿

在长距离的特高压(EHV)或超高压(UHV)线路上，电容和电感的反应阻抗不可忽视，无功功率的不平衡导致传输效率降低。为了减少损耗并保持电压水平，电力公司采用：

轻载时吸收过多电容无功功率的并联电抗器

在重型感性负载期间提供无功功率的并联电容器

FACTS动态补偿设备

因此，管理无功功率不仅是为了维持电压稳定，也是为了最小化因线路电流水平升高而导致的有功功率损耗。

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