配电系统自动化变电站运行的自动控制与调节PPT学习教案

1、会计学1 配电系统自动化变电站运行的自动控制配电系统自动化变电站运行的自动控制 与调节与调节 5-2 5-2 变电站低频减负荷控制变电站低频减负荷控制 在在正常状态正常状态下，电力系统通过储备容量和调节机下，电力系统通过储备容量和调节机 组有功出力来实现频率调整，这种调频都是由发组有功出力来实现频率调整，这种调频都是由发 电厂承担的。电厂承担的。 当系统受到巨大的负荷冲击或系统出现当系统受到巨大的负荷冲击或系统出现故障故障时，时， 系统有可能产生极为严重的功率缺额，导致系统系统有可能产生极为严重的功率缺额，导致系统 频率的大幅下降。在这种情况下，若系统储备不频率的大幅下降。在这种情况下，若系统

2、储备不 足以弥补功率缺额，系统只有减少负荷来维持频足以弥补功率缺额，系统只有减少负荷来维持频 率的稳定。率的稳定。 减少负荷的频率减少负荷的频率控制控制，由调度员发出命令，断开，由调度员发出命令，断开 变电站内的负荷线路断路器，或由变电站内的低变电站内的负荷线路断路器，或由变电站内的低 频减负荷装置自动来完成。频减负荷装置自动来完成。 第1页/共36页 低频减负荷的实现方法低频减负荷的实现方法 专用的低频减负荷装置专用的低频减负荷装置 分散装设在每回馈电线路的保护装置中分散装设在每回馈电线路的保护装置中 第第n轮动作的频率和延时定值设置在某回线路的保护装置中，则该回路便属于第轮动作的频率和延时

3、定值设置在某回线路的保护装置中，则该回路便属于第n轮切除的负荷。轮切除的负荷。 变电站内的低频减负荷装置变电站内的低频减负荷装置 传统的装置传统的装置主要由频率继电器组成主要由频率继电器组成 现代的装置现代的装置微机组成微机组成 第2页/共36页 硬件原理框图硬件原理框图 第3页/共36页 主机模块主机模块 MCS-96系列单片机系列单片机80C196 高速输入高速输入/输出输出HSI/HSO 8通道的通道的10位位A/D转换器转换器 异步、同步串行口异步、同步串行口 存储器（存储器（RAM、EPROM、EEPROM） 第4页/共36页 频率的检测频率的检测 TV电压变换器（电压变换器（5V范

4、围）同频率的电压信号范围）同频率的电压信号低通滤波和整形低通滤波和整形矩形波矩形波HSI-0作为测频的启动信号作为测频的启动信号 启动计数启动计数结束计数结束计数 半周期半周期频率频率 HSI-1检测进行比较，提高准确度检测进行比较，提高准确度 第5页/共36页 闭锁信号的输入闭锁信号的输入 df/dtdf/dt闭锁，低电压和低电流闭锁闭锁，低电压和低电流闭锁 功能设置和定值修改功能设置和定值修改 开关量输出开关量输出 串行通信串行通信 第6页/共36页 例：例： 1、电压与无功功率的基本关系、电压与无功功率的基本关系 系统系统 5-3 5-3 变电站电压和无功功率控制变电站电压和无功功率控制

5、 变电站变电站线路线路负载负载 第7页/共36页 LL UUU 2 忽略横分量忽略横分量 L LLLL L U XQRP UU 2 负荷负荷 P PL L 、Q QL L变化时，线路电压损耗变化时，线路电压损耗U UL L 亦变化，维持亦变化，维持 U UL L 则调整则调整U U2 2 LN LLLL LN U XQRP UU 2 负负载载要要求求维维持持的的电电压压 LN U 第8页/共36页 跳过 设负载的自然功率因数不变或变化范围不大设负载的自然功率因数不变或变化范围不大 L LN LL LN S U XR UU sincos 2 则 而线性变化随负载视在功率的变化即有： 2 U 只有

6、真正实行按负载（视在功率）大小进行只有真正实行按负载（视在功率）大小进行逆调压逆调压，才能保证用户电压质量，才能保证用户电压质量 第9页/共36页 中枢点电压调节的方式：中枢点电压调节的方式： 逆调压逆调压 负荷的变动较大（即最大、最小负荷的差别较大），在最大负荷时要提高中枢点的电压以抵偿线路上因最大负荷而增加的电压损失；在最小负荷时，因线路上电压损耗减小，可将中枢点电压降低一些，以防止负荷点电压过高。负荷的变动较大（即最大、最小负荷的差别较大），在最大负荷时要提高中枢点的电压以抵偿线路上因最大负荷而增加的电压损失；在最小负荷时，因线路上电压损耗减小，可将中枢点电压降低一些，以防止负荷点电压过

7、高。 第10页/共36页 恒调压恒调压 负荷的变动较小，线路上电压损耗也较小，只要把中枢点电压保持在较线路额定电压高（负荷的变动较小，线路上电压损耗也较小，只要把中枢点电压保持在较线路额定电压高（25）%的数值，不必随负荷变化来调整中枢点电压。的数值，不必随负荷变化来调整中枢点电压。 第11页/共36页 顺调压顺调压 负荷变动甚小，线路电压损耗小。负荷变动甚小，线路电压损耗小。 在最大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不得低于额定电压的在最大负荷时，允许中枢点电压低一些，但不得低于额定电压的102.5%；在最大负荷时，允许中枢点电压高一些，但不得高于线路额定电压的；在最大负荷时，允许中枢点电压高

8、一些，但不得高于线路额定电压的107.5%。 第12页/共36页 2、电力系统电压控制、电力系统电压控制 发电厂发电厂 发电厂内的同步发电机，可以发出感性发电厂内的同步发电机，可以发出感性 无功功率，也可发出容性无功功率，取无功功率，也可发出容性无功功率，取 决于发电机励磁状态。决于发电机励磁状态。 输电线路输电线路 并联电抗器并联电抗器补偿线路电容，控制空载或补偿线路电容，控制空载或 轻载线路上过高的末端电压；轻载线路上过高的末端电压； 线路线路串联电容器串联电容器，补偿架空输电线路的，补偿架空输电线路的 感抗，用以控制电压。感抗，用以控制电压。 变电站变电站 可用多种设备和方法调整电压水平

9、可用多种设备和方法调整电压水平 第13页/共36页 电力系统的电压、无功综合控制方式电力系统的电压、无功综合控制方式 集中控制集中控制 调度中心对各个变电站的主变分接头位置和无功补偿设备进行统一的控制调度中心对各个变电站的主变分接头位置和无功补偿设备进行统一的控制 集中优化控制，难度大集中优化控制，难度大 分散控制分散控制 在变电站或发电厂中，自动调节，以控制地区的电压和无功功率在规定的范围内在变电站或发电厂中，自动调节，以控制地区的电压和无功功率在规定的范围内 局部优化，无法全局优化局部优化，无法全局优化 第14页/共36页 关联分散控制关联分散控制 电力系统电力系统正常运行正常运行时，分散

10、控制，控制范围和定值是从整个系统的安全，稳定和经济运行出发，事先由电压、无功优化程序计算好的；时，分散控制，控制范围和定值是从整个系统的安全，稳定和经济运行出发，事先由电压、无功优化程序计算好的； 系统负荷系统负荷变化较大变化较大或或紧急情况紧急情况或或运行方式发生大的变动运行方式发生大的变动时，可由调度中心直接操作控制，或由调度中心修改下属变电站应维持的母线电压和无功功率的定值。时，可由调度中心直接操作控制，或由调度中心修改下属变电站应维持的母线电压和无功功率的定值。 第15页/共36页 3、变电站调压装置、变电站调压装置 有载调压变压器有载调压变压器 根据根据 K U U 1 2 调整分接

11、头位置调整分接头位置 改变改变K K 达到改变电压达到改变电压 系统不缺乏无功时使用系统不缺乏无功时使用 第16页/共36页 并联电容器并联电容器 并联电容器可以发出感性无功功率，改善局部并联电容器可以发出感性无功功率，改善局部 地区无功的缺额，以减少线路的无功传输，有地区无功的缺额，以减少线路的无功传输，有 利于节点电压的提高和稳定。利于节点电压的提高和稳定。 与变压器连接与变压器连接与线路连接与线路连接 第17页/共36页 静止无功补偿器静止无功补偿器 静止无功补偿器主要由电容器、电抗器和控制部分组成。静止无功补偿器主要由电容器、电抗器和控制部分组成。 TCR和和TSC组成的静止无功补偿器

12、组成的静止无功补偿器 第18页/共36页 变压器、电容器联合控制变压器、电容器联合控制 变压器电压与无功运行区变压器电压与无功运行区 变电站运行状变电站运行状 态分成态分成9个区域个区域 0区域为电压和区域为电压和 无功合格区域无功合格区域 第19页/共36页 第20页/共36页 微机电压、无功综合控制装置的原理微机电压、无功综合控制装置的原理 第21页/共36页 第22页/共36页 第23页/共36页 第24页/共36页 5-4 5-4 变电站主设备的遥控变电站主设备的遥控 变电站自动化、电网调度自动化均是电力系统变电站自动化、电网调度自动化均是电力系统 自动化的组成部分自动化的组成部分 遥

13、控遥控就是调度中心发出命令，控制远方发电厂就是调度中心发出命令，控制远方发电厂 或变电站的断路器等设备的分或合操作。或变电站的断路器等设备的分或合操作。 倒闸操作倒闸操作 低频减负荷装置低频减负荷装置 投切电容器投切电容器 变压器分接头等变压器分接头等 涉及开关操作涉及开关操作 均可通过遥控实现均可通过遥控实现 变电站中变电站中 第25页/共36页 1、控制电路、控制电路 断路器遥控电路断路器遥控电路 RTU或或 主机箱主机箱 控制屏控制屏 或控制或控制 柜柜 保护柜保护柜 断路器操作箱断路器操作箱 第26页/共36页 （断路器遥控电路）（断路器遥控电路） 控控 制制 对对 象象 继继 电电

14、器器 执行执行 合闸合闸 分闸分闸 第27页/共36页 隔离开关控制电路隔离开关控制电路 第28页/共36页 变压器分接头遥控电路变压器分接头遥控电路 第29页/共36页 2、控制命令及其传输、控制命令及其传输 遥控命令遥控命令由变电站综合自动化系统的当地监控由变电站综合自动化系统的当地监控 主机发给主控单元，也可由监控主机发给主控单元，也可由监控 中心或调度中心发给变电站综合中心或调度中心发给变电站综合 自动化系统的命令。自动化系统的命令。 控制命令的信息传输过程控制命令的信息传输过程 第30页/共36页 遥控选择命令及信息字格式遥控选择命令及信息字格式 信息字格式信息字格式 （CDT规约）

15、规约） 遥控选择命令遥控选择命令 用来说明本次遥控用来说明本次遥控 所选择的对象，以所选择的对象，以 及对该对象实施的及对该对象实施的 操作。操作。 第31页/共36页 遥控执行命令及信息字格式遥控执行命令及信息字格式 遥控执行命令遥控执行命令 用来说明前面下达用来说明前面下达 的对遥控选择对象的对遥控选择对象 的指定操作可以立的指定操作可以立 即执行。即执行。 信息字格式信息字格式 （CDT规约）规约） 第32页/共36页 遥控撤消命令及信息字格式遥控撤消命令及信息字格式 遥控撤消命令遥控撤消命令 用来说明对前面已用来说明对前面已 下达的遥控选择命下达的遥控选择命 令予以撤消。令予以撤消。 信息字格式信息字格式 （C