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电力平衡
一、电力平衡的定义
1、定义
电力平衡是指：电力系统所有的有功电源发出的有功功率总和与电网所有用电设备(包括输电线路)所取用的有功功率总和相等；电力系统所有的无功电源发出的无功功率总和与所有用电设备(包括输电线路)所取用的无功功率总和相等。所以电力平衡的内容就是电网的有功功率的平衡和无功功率的平衡。
2、电力平衡是一个动态平衡
电力平衡是由电网发电、供电、用电三个方面决定的，由于发电和用电是在同一个时间里完成的，发电量并不一定正好等于用电量。
电力系统的有功负荷及无功负荷是经常发生变化的，因此，平衡经常被打破，要再努力使之达到平衡，所以说电力平衡是动态的，是在不平衡中求得暂时的平衡，也是在一定程度上缓和电力供需矛盾的重要措施。
电力平衡是实现电网发电、供电、用电三个方面的电力平衡，它关系到电网的电能质量，关系到电力系统的安全、稳定、可靠、经济运行，也关系到诸多工矿企业的供电和利益，关系到工农业生产和人民生活用电。所以搞好电力平衡是电力系统和广大用户共同的任务。
二、电力平衡与供电质量之间的关系
1．有功功率的平衡与电能质量的关系
（1）功率P与频率f的关系
当电力系统的电源与负荷失去平衡时，频率f和电压u便会发生变化。由于频率的变化，整个系统和各个发电机组功率P又会发生相应的变化，用电设备取用的功率P也会随之而变化。其变化特性表现在发电机发出或用电设备取用的有功功率对频率的关系上。
所以频率f和功率P存在某种关系。这种关系可以用函数表示，对于不同性质的负荷，n取的值也不同。
①如照明、电阻、电炉、电弧电炉、整流器和由整流器供电的负荷等，此类用电设备的有功负荷与频率的变化无关，n取0
②如金属切削机床、球磨机、螺旋输送机、磨煤机、空气压缩机、卷扬机、往复式水泵、纺织机、回转窑等，它们都是用交流电动机拖动的。此类用电设备的有功负荷与频率的一次方成正比变化, n取1
③如电网的有功损耗，有功负荷与频率的二次方成正比变化，此类用电设备，n取2
④如煤矿、自来水厂、发电厂采用的鼓风机、二次通风机、引风机及循环水泵等，此类用电设备的有功负荷与频率的三次方成正比，n取3
⑤静阻力压头很大的水泵，如发电厂的给水泵，就属于此类设备。当其静阻力压头为90％时，给水泵取用的有功功率与频率的6～7次方成正比。此类用电设备的有功负荷与频率的高次方成正比变化。
综上所述，诸多用电设备取用的有功功率都受频率的影响，所以保证电网频率质量有着重要意义。

(2)频率超差的危害。
频率超差：频率偏差超过规定。当电网电源与负荷的有功功率失去平衡时，就会发生频率超差。
频率超差包括两方面：
①频率低于规定值；
当电力系统的有功电源小于有功负荷，即供小于求时，则电网频率下降；频率下降称低频运行，也称低周运行
②频率高于规定值。
当电力系统的有功电源大于有功负荷，即供大于求时，则电网频率上升。频率上升称高频运行，也称高周运行。
电网低频运行的危害体现在以下几方面：
1)损坏设备。电网在正常频率运行时，火力发电厂汽轮机叶片不会发生共振。当电网低频运行时，汽轮机叶片振动加大，汽轮机的低压叶片可能发生共振，致使叶片很快产生裂纹，甚至发生叶片断落事故。此外，还会导致用户大量电动机的烧毁和其它设备的损坏。
2）影响产量。
3）降低产品质量。例如：频率下降时，会引起电动机转速下降，废品率上升，如：纸张厚薄不匀、棉纱粗细不匀、平板玻璃厚薄不匀。
4）原材料、能源消耗增加。
5）自动化设备误动作。
6)影响通信、广播、电视的准确性。
7)发电厂出力下降。
8)容易造成电网瓦解事故。
当电力系统的发电出力大于用电负荷(包括厂用电负荷及线路损失负荷)时，电网就会发生高频率运行。高频率运行对电力系统及用户同样会产生重大危害，特别是在安全方面更为严重。当电网高频率运行时，发电机、电动机和所有旋转设备转速均增加，功率增加，设备往往会因超过原设计的机械应力而遭到损坏。高频率运行也会使自动化设备误动作，影响通信、电视、广播的工作质量。当频率超过额定值很大时，汽轮机可能会由于危及保安器动作而使机组突然甩负荷运行。
2．无功功率的平衡与电能质量的关系
电力系统无功功率不平衡，即电力系统的无功电源总和与系统的无功负荷总和不相等，会引起系统电压的变化。
(1)系统无功功率不足的危害。系统的无功功率不足会引起系统或地区电压的下降，其可能的后果是系统有功功率不能充分利用，影响用户的用电，损坏用户设备，使用户产品质量下降，严重时甚至能导致电网电压崩溃和大面积停电事故。
(2)系统无功功率过剩的危害。系统无功功率过剩会引起电压的过分升高，影响系统和广大用户用电设备的运行安全，同时增加电能的损耗。
综上所述，为了保证电能质量，进而保证电网安全、稳定、可靠、经济地运行，供电企业和用户应当遵守国家有关规定，采取有效措施，做好计划用电工作。各用户单位一定要树立全局观点，按计划分配的电力、电量指标在规定的时间内使用，以保证系统的电力平衡。

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