中国科技信息2007 年第2 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Jan.2007 能源及环境
100W220V 的灯泡，当其两端的工作
电压在允许偏差内变化时，其工作电
流、功率有何变化？
已知：该灯泡在额定电压为220V
时，灯泡的额定功率为1 0 0 W 。根据
P = U I ，则该灯泡的额定电流为：
I=P/U=100W/220V ≈ 0.45A
该灯泡的额定电阻为：
R=U/I=U/ （P / U）=U 2/P=484
Ω
在正常工作的情况下，可以认为
该灯泡的额定电阻值是固定不变的。
那么：
（1）当其两端的工作电压偏高
7 % 时，则通过该灯泡的电流为：
I=U/I=220（1+7%）/484 ≈ 0.
49 (A)
该灯泡实际消耗的功率为：
P =U2/R =[220（1 + 7 % ）] 2/
484=114.5 (W)
（2）当其两端的工作电压偏低
1 0 % 时，通过该灯泡的工作电流为：
I=220（1-10%）/484=0.41 (A)
该灯泡实际消耗的功率为：
P=[220（1-10%）]2/484=81 (W)
结论：在电阻电路中，电阻消耗
的功率与加在电阻两端的电压的平方成
正比。推而言之，对于同一负载，其
工作电压波动变化时，将导致其工作
电流成正比例的变化，消耗的功率与
其工作电压的平方成正比。对于一般
性的旋转设备，上述结论也是适用
的。需要指出的是：对于特殊性的旋
转设备（如高精度类加工机床等），
因配备有恒定装置，其输出功率受电
压影响较小，但其占整体用电量的比
系统电压的波动变化
对电网经济运行的影响
王国强中国石化集团江汉油田水电厂433123
供电系统的电压变化对负载能耗的影响是显
而易见的，利用这种特性，供电企业可以在系
统电压的波动变化上探索能产生更多经济效
益的运行规则。
系统电压;波动变化;影响;经济效益
1 引言
所谓电网的经济运行，就是使电
网处于能产生最佳经济效益的运行状
态。电网的经济运行涉及的内容非常宽
泛，笔者仅从系统电压的波动变化这一
因素对其形成的影响进行探讨。为了防
止产生歧义，文本所讨论的系统电压的
波动变化，均限定在国家电力规程所规
定的电压允许偏差范围之内，即用户受
电端的供电电压允许偏差为：35 千伏
及以上电压等级，电压正负差的绝对值
之和不超过额定值的10%；10 千伏及以
下三相供电的，为额定值的± 7%；220
伏单相供电的，为额定值的+ 7 % 、－
10%。
2 单一负载因工作电压的波动变化所
产生的影响
首先说一下电阻负载。电阻是导
体的一种物理属性，在实际工作中，
虽然常常用欧姆定律来测算电阻，但
导体电阻值的大小在正常情况下与加在
其两端的电压的大小、及通过导体的
电流的大小没有直接的关系。
下面举例讨论电阻负载在工作电压
波动变化时的工作情况：一只标识为
例也相对较小，故在本文讨论中不予
考虑。
3 电网电压的波动变化对电网负载的
影响
对于电网而言，其负载的性质是
复杂多样的，其中既有上述的电阻性
负载，也有电感性负载，还有电容性
负载。
对于电感性负载而言，其感抗X L
的大小决定着其负载电流的大小。而
感抗XL 的大小只与供电频率和电感值
的大小有关，即：X L= 2 π f L 。
对于电容性负载而言，其容抗X C
的大小决定着其负载电流的大小。而
容抗XC 的大小只与供电频率和电容值
的大小有关，即：X C=1/ （2 π f C ）。
我国供电工频的标准为50Hz，而
电感值和电容值的大小在其制造完成后
也是相对固定的，所以其感抗XL 与容
抗X C 值也是相对固定的。
实际上，电网的负载通常是综合
性的，对于电阻、电感、电容串联
的负载， 其阻抗：
对于电阻、电感串联后与补偿电
容并联组成的负载，其负载阻抗：
无论其组合是如何的复杂多变，
对于电网的一个固定负载而言，其瞬
间的工作阻抗Z 是一个相对固定的
值，通常的情况下，它不随电压、电
流的变化而发生改变。在电网电压稳
定的情况下，它决定着负载的功率因
数、电流大小、功耗多少等等，其工作
情况虽有非常复杂的内涵，但总体上是
遵从于欧姆定律的，即电网的负载电
流：I = U / Z 。
这与前面所讨论的“单一负载因
工作电压的波动变化所产生的影响”
的原理基本相通，其结论也大致相
同，即电网的同一负载的功率与电网
系统电压的平方成正比。其系统电压
升高，将导致负载电流增大、负载消
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耗的功率也增大。有一点需要指出的
是,电抗并不消耗电能,只是能量在电感
(或电容)与电源之间的相互转换。
4 系统电压的波动变化对电网经济运
行的影响
由于电网负载的阻抗在每一个瞬间
都是相对固定的，其大小并不因系统电
压与工作电流而发生改变，为了讨论的
方便，可以认为其是相对不变的，因而
其功率因数也是相对不变的，电网负载
对有功功率的消耗将随系统电压的平方
成正比地发生改变。那么，系统电压在
正波动运行状态时，电网输出的有功功
率增大等于增加了电的销售量，这无疑
是推进电网经济运行的有效途径。但是
针对电网的具体情况，还需要进行慎重
的考虑。
4.1 对变压器最佳负载率的影响的
考虑
无论哪一级的用电负载，都可以
把它的来电端的变压器看作是供电电
源。变压器的最佳负载率通常为
6 0 % ，所以变压器的平均负载率越接
近6 0 % 则越经济。当变压器的负载率
小于6 0 % 时，系统电压的正波动变化
一方面使电源变压器更靠近经济运行，
一方面可为企业供更多的电，从而创
造更多的经济价值。而当变压器的负
载率大于7 0 % 后，由于变压器的铜损
等急剧增大，严重时甚至会导致供电
电压的下降，使电源变压器逐步远离
经济运行，故此时系统电压应考虑在
标准电压或负波动变化上运行。
4.2 对因电网容量的变化而影响供
电价格的考虑
目前，国家对大型用户采取的是
两部制电价（所谓“两部制电价”是指
由基本容量费和电量电价两部分组成的
结费方式），所以电网运行容量的选择
对其经济运行有着重要的影响。对于一
个供电网而言，其总体容量是相对固定
的。一般来说，低一级供电系统的容量
要大于高一级系统的容量，电网的最大
容量就是该供电系统内最高等级系统的
变压器的容量之和。当用电负荷大于最
高等级供电系统运行的变压器的容量
时，就要更换更大容量的变压器或并网
运行同级备用的电压器，甚至“拉负荷”
停电。如果将系统电压向允许的负波
动进行变化，比如将低压供电系统在
标准电压上降低5%，则整个电网消耗
的功率将减少近1 0 % ，从而尽可能躲
过用电高峰，确保电网的安全运行，
减少因增大电网容量而支付的基本容量
费。
4.3 对电网损耗影响的考虑
系统电压偏高时，将导致负载电流
增大。负载电流增大，会导致变损、线
损等增大。一般来说，电网的损耗主要
有变损、线损和其它相关的配电设施所
造成的损耗。这些变配电设施的电阻值
是相对固定的，它们大多串联在供电回
路中。通过导体的电流升高，则其压降
升高，故其损耗增大。当变压器负载率
在60% 以下时，其增大的损耗损失远没
有增大的电的销售量所带来的经济收益
大，故此时系统电压在正波动上运行
时，基本上可以不考虑其增大的损耗。
当变压器的负载率大于70%，特别是当
变压器因过载而导致电网电压下降时，
电网的损耗十分惊人，故此时系统电压
在负波动上运行对其损耗的降低是不言
而喻的。
4.4 对因用电价格影响经济效益的
考虑
如果是相同的供电量，可因不同
的用电价格而产生不同的经济效益。
就目前而言，我国的用电性质分类较
多，而不同性质的用电类型其价格是不
同的。根据当前企业实行精细化管理的
要求，可以测算出每个供电变压器的供
电单价，当用电负荷偏重时，对供电单
价相对偏低的变压器实行电压负波动运
行，而对供电单价相对偏高的变压器实
行电压正波动运行，可以获取良好的经
济效益。必须指出的是：该项条目要综
合考虑前面所讨论的3 种情况后再做决
定。
作者简介
王国强(1970 — )，男，1995 年武汉大学
本科毕业，获学士学位，现在江汉油田水电
厂从事水电管理工作。
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发生了显著变化。这些仪表由于采用
电子元器件，其阻抗值较小，单台仪
表的视在损耗由以前的数10VA 减少到
1 V A 左右。如果选择的互感器二次容
量较大，则由于实际负载达不到额定
负载的2 5 % ，就会影响到互感器的误
差限值。另一方面，如果回路中仪表
数量较多，负载较大，这时选择的电
流互感容量如果比较小，使实际负载
超过额定负载的100%，同样也会影响
到电流互感器的误差。因此，在选择
电流互感器时，应充分考虑计量二次
回路的负载情况，在计算的基础上选
择二次容量合适的电流互感器。
7.6 开展计量点的综合误差分析，
提倡计量装置的成组整体校验
应积极开展计量点综合误差分析工
作。根据前文的分析可以知道，即使
选择的电流互感器、电能表的准确度
都比较高，也还是有可能使计量装置
的综合误差比较大。因此，要积极开
展计量点综合误差分析工作，对综合
误差较大的计量装置应及时改造。另
一方面，建议在有条件的情况下，对
互感器、电能表成组进行校验调整，
确保计量装置综合误差在规程规定的范
围内。
8 结束语
低压电能计量装置数量多，分布
广，计量仪表、互感器的品种、门
类繁多，而且计量装置在设计、选
型、安装使用的过程中环节多，这些
因素对选配和管理计量装置带来了诸多
不利影响，应引起电力企业各级用电管
理部门和计量管理部门的高度重视。电
力企业用电管理部门和计量管理部门应
加强对低压电能计量装置的规范管理工
作，统一配置原则和施工接线工艺，做
好低压电能计量装置现场运行情况的调
查研究，积极开展计量装置综合误差分
析工作，只有这样，才能保证低压电能
计量装置的准确可靠运行。
你是不是什么地方搞错了，500千伏电压是属于超高压，目前只有三峡和葛州坝电厂经过多次升压再变为直流电往外输送的电压，可以送到几千公里外的地方，我想你一定是搞错了
系统内部过电压的高低，不仅取决于系统参数及其配合，而且与电网结构、系统容量、中性点接地方式、断路器性能、母线出线回路数量以及电网的运行方式、操作方式等因素。的主降压措施：
1、改变无功功率进行调压，如发电机、调相机、并联电容器、并联电抗器、静止补偿器等进行调压；
2、改变有功功率和无功功率的分配进行调压，如改变变压器分接头或调压变压器进行调压；
3、改变网络参数进行调压，如串联电容器，改变并列运行变压器的台数进行调压。
学习楼上的经验了
先说调压的主要措施，一般包括一下3个方面：
1、改变无功功率进行调压，如发电机、调相机、并联电容器、并联电抗器、静止补偿器等进行调压；
2、改变有功功率和无功功率的分配进行调压，如改变变压器分接头或调压变压器进行调压；
3、改变网络参数进行调压，如串联电容器，改变并列运行变压器的台数进行调压。
再说系统电压的高低
系统电压与无功补偿存在很大关系，正常运行来说，500kV母线电压最高不得超过系统额定电压的+10%，最低运行电压不应影响电力系统同步稳定、电压稳定、厂用电的正常使用及下一级电压调节。
无功补偿容量不足，迫使发电机无功出力加大，受端系统电压被迫降低，当送电线路发生故障时，受端系统因无功电源严重不足，电压会进一步降低。
无功补偿容量充裕，如果管理不当或者调相调压手段不足，均会引起电压过高。
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