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摘 要 在变电站的运行中，母线无功电量不平率的计算和分析是一项重要的工作。在数据测量和计算中，母线无功电量应遵守理论上平衡的原理，即母线的无功电量是相对平衡的，但是因此测量、计算等方面的因素往往会导致无功电量不平衡。本文就此情况进行了分析，并从影响其失衡的主要因素入手，得出了结论只有在多种因素都满足误差最小的情况下才能保证无功电量相对平衡，从而评价变电站的母线功率情况。
关键词 无功功率；母线无功平衡；测量误差；计算误差
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)101-0114-01
1 变电站母线无功电量平衡的基本原理
1.1 无功功率守恒
按照电工学原理，无功功率守恒理论主要是值在一端正弦稳态电路中，吸收的总无功功率等于电路内部各个电感和电容所吸收的无功功率之和，也就是有多少个电感或者电容元件就会有多少无功功率的
损失。
1.2 变电站母线无功电量的平衡机理
从前面的分析看，母线所连接的是多条线路，每一条线路上无功功率潮流的方向与电网运行的方式有直接关系，无功功率潮流就有可能流入到母线中，当然也可流出，与有功功率潮流的方向没有关系的。因为母线电阻不损耗无功功率，且母线的电感和电容效应相对较小，所以母线对无功功率的吸收或者释放影响也极小，即可以认为母线对无功功率的影响为零。则按照无功功率守恒的理论则流入母线和流出母线的无功功率是相等的，这就是变电站母线无功功率平衡的原理，由此可以分析得出母线输入和输出的无功电量也是相等的。
1.3 变电站电能计量装置
变站的电能计量装置主要是由四部分构成：电压互感器、电流互感器、二次回路、电能表。电能表通常选用的是多功能的电能表，一块电能表可以同时计量有功和无功的电能。变电站的无功和有功电能的计量实际上是公用一套计量装置，不同的是电能表的有功电能准确等级与无功電能准确度等级存在差异，无功电能准确程度可也划分两级。
2 对无功电量不平衡的原因分析
2.1 无功测量导致的误差
无功电能的测量往往会存在误差，其主要来自四个部分：电压互感器、电流互感器、电压互感器二次回路的电压降测量误差、电能表无功测量误差。在目前的条件下，影响以上四部分误差的因素较为复杂。如：温度的改变、环境磁场异常、电压的改变、电流幅值的改变、功率因数改变、频率波动、电流电压谐波干扰等，都会引发测量误差，所以无功电能测量的误差从某种角度看是动态的，因此所导致的母线无功电量不平衡也是一个动态化的过程，其中一个因素的误差增加时就会导致母线无功电量的不平衡程度增加。
电压互感器和电流互感器的误差在实践中可以利用试验或者现场的互感器计量性能检测来获得数据，电压互感器二次回路电压降的误差则可以在现场进行测试，并确定。在实际应用中还可以用母线有功电量的平衡的情况来判断电能计量装置的误差范围。如果母线有功电量平衡率在允许范围内，则可以说明电压互感器、电流互感器、电压互感器二次回路的电压降误差都保持在较小的范围内，对无功电量不平衡的影响也就极小，所以此时只能考虑电能表无功测量误差带来的负面影响。
一般，不具备测试电能表无功测量误差的设备，电能表无功 测量误差通常在实验室通过多功能电表检定装置完成测试。对于具有测量非正弦无功电能的计量表，在电网频率和负荷稳定的时候可以按照无功功率的定义，其无功电能测量的误差通常会较小，接近有功电能测量的误差情况，对无功电量不平衡的影响也小；对于仅能测量正弦无功电能的计量表而言，现场电压电流谐波较大的时候，其无功电能测量误差也就随之增加。
2.2 电能表四象限无功电能的组合情况影响不平衡
电表的四象限无功电能组合的方式不同就会造成变电站母线无功电量不平衡，且影响较大。在对母线无功电量平衡原理和四象限无功功率的定义支持下，计算无功电量不平衡的时候就会对计算方式进行选择，以此将物理意义上的输入无功和输出无功电能组合方式，这样就可保证在无功电量不平衡理论计算的时候使其归零。如果利用不同的组合方式与其他无功电能组合形式，其物理意义上的无功电量就会出现新的理论上的不平衡，以此计算出来的无功电不平衡的理论值也就不是零，此指标的实际值与母线无功潮流运行方式无关。
2.3 母线无功电量计算造成的不平衡
母线无功电量的计算方式存在误差也会导致变电站母线无功电量不平，错误的计算方式主要表现在：电能表因此无功电量倍率的计算错误，按照公式计算时如果遗漏输入或者输出无功电量就会导致其计算的错误，从而引起无功电量的不平衡。如：某个变电站有一台主变、两条330kV线路和多条110kV的供电线路，其中主变的有功潮流为一个方向，始终为高压侧向低压侧，但是主变无功的潮流方向则出现了两个，即从高压侧到低压侧；也有低压侧到高压侧，在此种运行条件下，计算330kV母线无功电量不平衡率的时候，对主变330kV高压侧如果既考虑从母线输出的无功电量而不计算从低压层输入的无功电量，显然就会出现很大的误差，从而导致母线无功电量计算难以平衡。
3 结束语
变电站的母线无功电量不平衡率的计算是评价变电站无功电量平衡情况和无功电量计算的准确性的重要依据和指标。按照变电站母线无功电量平衡的基本原理分析，母线无功电量不平衡率的理论值应当是零，母线无功电量不平衡主要是因为线路、主变安装的电能计量设备的无功测量误差和无功电量计算误差所引起的，其中电能计量装置的接线、互感设置、电能表的读写、电能表四象限无功组合方式、母线无功电量不平衡率的计算方法等都会导致无功电量出现不平衡，以此要保证这些方法的误差和电能计量装置测量误差都比较小的情况下，才能保证变电站母线无功电量不平衡率处在较为合理的范围内。
参考文献
[1]宋晓林,刘守谦,张小平.变电站母线无功电量不平衡原因分析[J].电测与仪表,2009,03.
[2]周鑫,郑新才,王素华,刘静.变电站线路无功测量与补偿方法探讨[J].电气应用,2011,05.
[3]吴小康,金维.浅谈变电站无功补偿装置应用与问题分析[J].数字技术与应用,2011,02.
关键词 无功功率；母线无功平衡；测量误差；计算误差
中图分类号 TM 文献标识码 A 文章编号 1673-9671-(2011)101-0114-01
1 变电站母线无功电量平衡的基本原理
1.1 无功功率守恒
按照电工学原理，无功功率守恒理论主要是值在一端正弦稳态电路中，吸收的总无功功率等于电路内部各个电感和电容所吸收的无功功率之和，也就是有多少个电感或者电容元件就会有多少无功功率的
损失。
1.2 变电站母线无功电量的平衡机理
从前面的分析看，母线所连接的是多条线路，每一条线路上无功功率潮流的方向与电网运行的方式有直接关系，无功功率潮流就有可能流入到母线中，当然也可流出，与有功功率潮流的方向没有关系的。因为母线电阻不损耗无功功率，且母线的电感和电容效应相对较小，所以母线对无功功率的吸收或者释放影响也极小，即可以认为母线对无功功率的影响为零。则按照无功功率守恒的理论则流入母线和流出母线的无功功率是相等的，这就是变电站母线无功功率平衡的原理，由此可以分析得出母线输入和输出的无功电量也是相等的。
1.3 变电站电能计量装置
变站的电能计量装置主要是由四部分构成：电压互感器、电流互感器、二次回路、电能表。电能表通常选用的是多功能的电能表，一块电能表可以同时计量有功和无功的电能。变电站的无功和有功电能的计量实际上是公用一套计量装置，不同的是电能表的有功电能准确等级与无功電能准确度等级存在差异，无功电能准确程度可也划分两级。
2 对无功电量不平衡的原因分析
2.1 无功测量导致的误差
无功电能的测量往往会存在误差，其主要来自四个部分：电压互感器、电流互感器、电压互感器二次回路的电压降测量误差、电能表无功测量误差。在目前的条件下，影响以上四部分误差的因素较为复杂。如：温度的改变、环境磁场异常、电压的改变、电流幅值的改变、功率因数改变、频率波动、电流电压谐波干扰等，都会引发测量误差，所以无功电能测量的误差从某种角度看是动态的，因此所导致的母线无功电量不平衡也是一个动态化的过程，其中一个因素的误差增加时就会导致母线无功电量的不平衡程度增加。
电压互感器和电流互感器的误差在实践中可以利用试验或者现场的互感器计量性能检测来获得数据，电压互感器二次回路电压降的误差则可以在现场进行测试，并确定。在实际应用中还可以用母线有功电量的平衡的情况来判断电能计量装置的误差范围。如果母线有功电量平衡率在允许范围内，则可以说明电压互感器、电流互感器、电压互感器二次回路的电压降误差都保持在较小的范围内，对无功电量不平衡的影响也就极小，所以此时只能考虑电能表无功测量误差带来的负面影响。
一般，不具备测试电能表无功测量误差的设备，电能表无功 测量误差通常在实验室通过多功能电表检定装置完成测试。对于具有测量非正弦无功电能的计量表，在电网频率和负荷稳定的时候可以按照无功功率的定义，其无功电能测量的误差通常会较小，接近有功电能测量的误差情况，对无功电量不平衡的影响也小；对于仅能测量正弦无功电能的计量表而言，现场电压电流谐波较大的时候，其无功电能测量误差也就随之增加。
2.2 电能表四象限无功电能的组合情况影响不平衡
电表的四象限无功电能组合的方式不同就会造成变电站母线无功电量不平衡，且影响较大。在对母线无功电量平衡原理和四象限无功功率的定义支持下，计算无功电量不平衡的时候就会对计算方式进行选择，以此将物理意义上的输入无功和输出无功电能组合方式，这样就可保证在无功电量不平衡理论计算的时候使其归零。如果利用不同的组合方式与其他无功电能组合形式，其物理意义上的无功电量就会出现新的理论上的不平衡，以此计算出来的无功电不平衡的理论值也就不是零，此指标的实际值与母线无功潮流运行方式无关。
2.3 母线无功电量计算造成的不平衡
母线无功电量的计算方式存在误差也会导致变电站母线无功电量不平，错误的计算方式主要表现在：电能表因此无功电量倍率的计算错误，按照公式计算时如果遗漏输入或者输出无功电量就会导致其计算的错误，从而引起无功电量的不平衡。如：某个变电站有一台主变、两条330kV线路和多条110kV的供电线路，其中主变的有功潮流为一个方向，始终为高压侧向低压侧，但是主变无功的潮流方向则出现了两个，即从高压侧到低压侧；也有低压侧到高压侧，在此种运行条件下，计算330kV母线无功电量不平衡率的时候，对主变330kV高压侧如果既考虑从母线输出的无功电量而不计算从低压层输入的无功电量，显然就会出现很大的误差，从而导致母线无功电量计算难以平衡。
3 结束语
变电站的母线无功电量不平衡率的计算是评价变电站无功电量平衡情况和无功电量计算的准确性的重要依据和指标。按照变电站母线无功电量平衡的基本原理分析，母线无功电量不平衡率的理论值应当是零，母线无功电量不平衡主要是因为线路、主变安装的电能计量设备的无功测量误差和无功电量计算误差所引起的，其中电能计量装置的接线、互感设置、电能表的读写、电能表四象限无功组合方式、母线无功电量不平衡率的计算方法等都会导致无功电量出现不平衡，以此要保证这些方法的误差和电能计量装置测量误差都比较小的情况下，才能保证变电站母线无功电量不平衡率处在较为合理的范围内。
参考文献
[1]宋晓林,刘守谦,张小平.变电站母线无功电量不平衡原因分析[J].电测与仪表,2009,03.
[2]周鑫,郑新才,王素华,刘静.变电站线路无功测量与补偿方法探讨[J].电气应用,2011,05.
[3]吴小康,金维.浅谈变电站无功补偿装置应用与问题分析[J].数字技术与应用,2011,02.