5变电站综合自动化系统的自动控制与调节

1、第五章变电站运行的自动化控制与调节变电站是是电力系系统的一一个重要要组成部部分，电电力系统统中不少少运行控控制是在在变电站站内完成成的。随着自动动化程度度的提高高，站内内自动化化纳入综综合自动动化监控控范围。变电站内内自动控控制的主主要内容容有：电压无功功控制负荷频率率控制备用电源源自投控控制故障录波波控制例：1、电压无无功控制制的基本本原理系统5-1变电站电电压无功功综合控控制变电站线路负载忽略横分分量负荷PL、QL变化时，线路电电压损耗耗UL亦变化，维持UL则调整U2跳过设负载的的自然功功率因数数不变或或变化范范围不大大只有真正正实行按按负载（视在功功率）大大小进行行逆调压，才能保保证用户

2、户电压质质量中枢点电电压调节节的方式式：逆调压负荷的变变动较大大（即最最大、最最小负荷荷的差别别较大），在最最大负荷荷时要提提高中枢枢点的电电压以抵抵偿线路路上因最最大负荷荷而增加加的电压压损失；在最小小负荷时时，因线线路上电电压损耗耗减小，可将中中枢点电电压降低低一些，以防止止负荷点点电压过过高。恒调压负荷的变变动较小小，线路路上电压压损耗也也较小，只要把把中枢点点电压保保持在较较线路额额定电压压高（25）%的数值，不必随随负荷变变化来调调整中枢枢点电压压。顺调压负荷变动动甚小，线路电电压损耗耗小。在最大负负荷时，允许中中枢点电电压低一一些，但但不得低低于额定定电压的的102.5%；在最小小

3、负荷时时，允许许中枢点点电压高高一些，但不得得高于线线路额定定电压的的107.5%。2、电压无无功控制制的方式式发电厂发电厂内内的同步步发电机机，可以以发出感感性无功功功率，也可发发出容性性无功功功率，取取决于发发电机励励磁状态态。输电线路路并联电抗抗器补偿线路路电容，控制空空载或轻轻载线路路上过高高的末端端电压；线路串联电容容器，补偿架架空输电电线路的的感抗，用以控控制电压压。变电站可用多种种设备和和方法调调整电压压水平电力系统统的电压压无功综综合控制制方式集中控制制调度中心心对各个个变电站站的主变变分接头头位置和和无功补补偿设备备进行统统一的控控制集中优化化控制，难度大大分散控制制在变电站

4、站或发电电厂中，自动调调节，以以控制地地区的电电压和无无功功率率在规定定的范围围内局部优化化，无法法全局优优化关联分散散控制电力系统统正常运行行时，分散散控制，控制范范围和定定值是从从整个系系统的安安全，稳稳定和经经济运行行出发，事先由由电压、无功优优化程序序计算好好的；系统负荷荷变化较大大或紧急情况况或运行方式式发生大大的变动动时，可由由调度中中心直接接操作控控制，或或由调度度中心修修改下属属变电站站应维持持的母线线电压和和无功功功率的定定值。3、变电站站电压无无功控制制的一次次设备有载调压压变压器器根据调整分接接头位置置改变K达到改变变电压系统不缺缺乏无功功时使用用并联电容容器并联电容容器

5、可以以发出感感性无功功功率，改善局局部地区区无功的的缺额，以减少少线路的的无功传传输，有有利于节节点电压压的提高高和稳定定。与变压器器连接与线路连连接静止无功功补偿器器静止无功功补偿器器主要由由电容器器、电抗抗器和控控制部分分组成。TCR和TSC组成的静静止无功功补偿器器4、电压无无功综合合控制策策略九区图法法变电站运运行状态态分成9个区域0区域为电电压和无无功合格格区域负荷无功功主变低压母线线5、微机电压压无功综综合控制制系统的的原理图图5-2电力系统统低频低低压减载载控制在正常状态态下，电力力系统通通过储备备容量和和调节机机组有功功出力来来实现频频率调整整，这种种调频都都是由发发电厂承承担

6、的。当系统受受到巨大大的负荷荷冲击或或系统出出现故障时，系统统有可能能产生极极为严重重的功率率缺额，导致系系统频率率的大幅幅下降。在这种种情况下下，若系系统储备备不足以以弥补功功率缺额额，系统统只有减减少负荷荷来维持持频率的的稳定。减少负荷荷的频率率控制，由调度度员发出出命令，断开变变电站内内的负荷荷线路断断路器，或由变变电站内内的低频频减负荷荷装置自自动来完完成。低频低压压减载的的控制方方式变电站馈馈电母线线上有多多条负荷荷线路按重要程程度分：基本级（一般）和特殊殊级（重重要）低频低压压减载装装置基本本级可设设定4轮或8轮。当P缺额f下降，到到第1轮的启动动值，且且延时时时限已到到，低频频减

7、负荷荷装置动动作出口口，切除除第1轮的线路路。此时时频率恢恢复，则则动作成成功；若若频率还还不能恢恢复，说说明功率率仍缺额额。切除固定定线路当频率低低于第2轮的整定定值，且且第2轮的动作作延时已已到，则则低频减减负荷装装置再次次启动，切除第第2轮的负荷荷（线路路）。如此反复复对频率率采样、计算、判断，直到频频率恢复复或基本本级的18轮的负荷荷全部切切完。基本切除除后，频频率仍停停留在较较低水平平，则经经过一定定的时间间延时后后，启动动切除特特殊轮负负荷。 根据据功率切切除线路路当有故障障发生时时，根据据稳定控控制器的的策略表表中预先先计算好好的功率率定值，切除运运行负荷荷线路。低频减负负荷的实

8、实现方法法专用的低低频低压压减载装装置把功能分分散在每每回馈电电线路的的保护装装置中第n轮动作的的频率和和延时定定值设置置在某回回线路的的保护装装置中，则该回回路便属属于第n轮切除的的负荷。变电站内内的低频频低压减减载装置置传统的装装置主要由频频率继电电器组成成现代的装装置微机组成成由变电站站监控系系统实现现功能硬件原理理框图主机模块块MCS-96系列单片片机80C196高速输入入/输出HSI/HSO8通道的10位A/D转换器异步、同同步串行行口存储器（RAM、EPROM、EEPROM）频率的检检测TV电压变换换器（5V范围）同同频率的的电压信信号低通滤波波和整形形矩形波HSI-0作为测频频的

9、启动动信号启动计数数结束计数数半周期频率HSI-1检测进行行比较，提高准准确度闭锁信号号的输入入df/dt闭锁，低低电压和和低电流流闭锁功能设设置和定定值修改改开关量量输出串行通通信备用电源源自投装装置是电电力系统统故障或或其他原原因使工工作电源源被断开开后，能能迅速将将备用电电源或备备用设备备或其他他正常工工作的电电源自动动投入工工作，使使原来工工作电源源被断开开的用户户能迅速速恢复供供电的一一种自动动控制装装置。作用：保证配电电系统连连续可靠靠供电配置：明备用、暗备用用5-3变电站备备用电源源自投控控制1、明备用系统正常常时，备备用电源源不工作作如一个工工作电源源和一个个备用电电源的变变电

10、站1L工作电源源，1QF合闸2L备用电源源，2QF断开备用电源源自投装装置控制制的是备备用电源源进线的的断路器器2QF，即当变变电站正正常运行行时，由由1L进线供电电，当1L因故障被被切除时时，即1QF跳开时，使备用用进线断断路器2QF自动合闸闸，保证证变电站站的继续续供电。备用电源源自投装装置控制制的是高高压母线线分段断断路器3QF。即当一一个工作作电源发发生故障障被切除除后，如如2L进线故障障，2QF跳开后，3QF自动合闸闸，由另另一个工工作电源源1L供给变电电站的负负荷。2、暗备用系统正常常时备用用电源也也投入运运行如两个工工作电源源的变电电站运行方式式一，高高压分段段断路器器3QF断开

11、当两台主主变压器器中有一一台发生生故障而而跳闸时时，备用用电源自自投装置置则发出出控制指指令，使使低压母母联断路路器5QF合上，保保证、段母线上上负荷的的供电。低压侧段和段母线上上的负荷荷分别由由1#T和2#T供电运行方式式二，低低压母联联断路器器5QF断开根据配电电网结构构和线路路容量不不同，分分为有主、备备的备自自投以一种供供电方式式为主供供电方式式，一侧侧电源为为主供电电源，另另一侧电电源为备备用电源源。当主主供电源源失电时时，备用用电源自自动投入入；主供供电源得得电后，仍然恢恢复由主主供电源源供电，备用电电源退出出运行。无主、备备的备自自投双侧电源源互为备备用，在在当前供供电电源源失电

12、时时，自动动切换为为另一侧侧电源供供电。备用电源源自投的的动作逻逻辑充电条条件系统稳定定在一个个正常的的供电方方式，并并持续一一定时间间（1015s）,则认为充充电成功功，允许许备自投投动作。闭锁条条件在检测到到备用电电源无压压或有故故障电流流或人工工操作等等 情况况下，不不允许备备自投动动作。 动作作条件在已充电电的情况况下，若若主电源源失电并并确认已已无压而而备用电电源有压压，且经经过一定定的延时时后，则则备自投投动作 动作作过程在满足动动作条件件后，经经确认原原主电源源断路器器已断开开，且断断路器分分闸到位位后，方方可合备备用电源源进线断断路器供电恢恢复过程程在主、备备的备自自投方式式下，备备自投动动作之后后，当主主供电电电源又得得电，则则应断开开备用电电源进线线断路器器，闭合合主供电电源断路路器，恢恢复主供供电方式式。概念：当电力系系统发生生故障或或震荡时时能自动动记录电电力系统统中有关关电气参参数变化化过程以以便分析析和研究究的一种种装置。分类：机电式、光电式式、固态态数据存存储器5-4故障录波波装置常用的录录波装置置作用：1、找出事事故原因因，制定定反事故故措施2、为查找找故障点点提供依依据3、积累运运行经验验，提高高运行水水平结构：数据采集集单元和和分析管管理单元元数据采集集单元功功能：主要实现现对电网网基本参参数的不不断采集集，正常