变电站综合自动化电压无功控制子系统

第八章变电站综合自动化电压无功控制子系统李巍巍电压和无功控制的重要性电压是衡量电能质量的一个重要指标，保证用户电压接近额定值运行，是电力系统运行调整的基本任务之一。电压过高或过低都会影响这些设备的使用寿命和效率改善电能质量可以节约能源，提高安全稳定运行造成电压质量下降的主要原因是什么？系统无功不足、无功分布不合理，所以电压调整问题主要是无功功率的补偿与分布的问题。电压无功综合调控的目标维护供电电压在规定的范围内。保持电力系统稳定和合适的无功平衡。保证在电压合格的前提下使电能损耗为最小。电力系统的调压措施利用发电机进行调压采用改变变压器分接头进行调压通过改变电力网无功功率分布进行调压通过改变输电线路参数进行调压在发电厂中主要的调压手段是调整发电机的励磁，在变电站主要的调压手段是调节有载调压变压器分接头的位置和控制无功补偿电容器。少数220KV以上的高压或者超高压变电站装有调相机和静止无功补偿器，有的变电站既装有并联补偿电容器也装有并联补偿电抗器对电压、无功综合控制系统的基本要求能自动对变电站的运行方式和运行状态进行监视并加以识别，从而正确的选择控制对象并确定相应的控制方法。对目标电压、电压允许偏差范围、功率因数上下限等应能进行灵活整定。变压器分接头控制和电容器组投切应能考虑各种条件的限制。控制命令发出后应能自动检验，以确定动作是否成功，若不成功，应能做出相应的处理，每次动作应有打印记录。对变电站的运行情况，如断路器状态、主接线的运行方式、变压器分接头位置、母线电压、主变压器无功等参数应能清晰地予以显示，并设置故障录波器。应具有自检、自恢复功能，做到硬件可靠、软件合理、维修方便且具有一定的灵活性和适应性。在异常条件下应能将装置闭锁。监视、通信和记录功能。变压器分接头头调整应遵循循以下条件和和要求多台主变压器器并列运行时时，必须保证证同步调档，，且并列运行行的变压器必必须处于同一一档位时，才才能参加调档档，并列运行行的主变压器器调档时，必必须同时升降降。确保有载调压压分级进行，，每次只能调调一档，前后后两次调档应应有一定的延延时，档位上上下限应有限限位措施。人工闭锁或主主变压器保护护动作后，调调档命令发出出后经校验发发现拒动或滑滑档，变压器器过负荷等条条件下应闭锁锁调档。电容器组投切切应满足的条条件和要求电容器组的投投切应实行轮轮换原则，即即最先投入者者最先切除除，最先切除除者最先投入入。电容器组轮换换投切应考虑虑运行方式的的影响，当多多台主变压器器既有关联又又有独立性时时，应各自投投切本身所带带的变压器组组。人工投切的变变压器也应参参加排队。变电站运行方方式的识别两台主变压器器三台主变压器器变电站运行状状态的划分所谓变电站的的运行状态，，是指变电站站的各种电气气量所处的状状态。对电压无功控控制总的要求求是在保持电电压合格的条条件下尽量降降低损耗。装置的控制对对象是变压器器的分接头和和并联电容器器组控制的目的是是保证主变压压器的电压在在允许范围内内控制状态量是是电压和进线线功率因数。。电压无功综合合控制的闭锁锁系统发生故障障变电站母线发发生故障主变压器发生生故障或事故故主变压器异常常运行电压无功综合合控制装置的的电压互感器器发生故障补偿电容器本本身或回路装装置发生故障障或事故，则则应闭锁相应应的电容器组组的控制回路路电压无功综合合控制的闭锁锁主变压器控制制发生异常主变压器或电电力电容器正正常退出操作作时，闭锁该该台主变压器器或电容器的的控制装置每次发出动作作命令后进行行校验，若装装置拒动则应应闭锁母线电压太低低时应闭锁调调压功能电力系统的电电压、无功综综合控制方式式集中控制方式式集中控制方式式是指在调度度中心对各个个变电站的主主变压器分接接头位置和无无功补偿设备备进行统一控控制。这种控制方式式是维持系统统电压正常、、实现无功优优化控制、提提高系统运行行可靠性和经经济性的最佳佳方案。分散控制方式式分散控制方式式是指各个变变电站或发电电厂中，自动动调节有载调调压变压器的的分接头位置置或其他调压压设备，以控控制某地区的的电压和无功功功率在规定定的范围内。。分散控制是在在各厂站独立立进行的，可可以实现局部部地区优化，，对提高变电电站供电范围围内的电压质质量和降低局局部网络电能能损耗，减少少值班人员的的操作是很有有意义的。关联分散控制制方式关联分散控制制方式是指电电力系统正常常运行时，由由分散安装在在各厂站的分分散控制装置置或控制软件件进行自动控控制，调控范范围和定值是是从整个系统统的的安全、、稳定和经济济运行出发，，事先由电压压无功优化程程序计算好的的，而在负荷荷变化较大或或紧急情况或或系统发生大大的变动时，，可由调度中中心直接操作作控制。♦所控设备备个数无限制制，与设备库库保持一致；；♦自动拓扑扑；♦定值设置置简单方便；；♦闭锁功能能实现灵活，，可由公式实实现；♦仿真功能能；♦控制方式式有：手动、、自动、半自自动；♦控制策略略：标准九区区、电压优先先综合控制、、允许高压侧侧电压作为约约束条件的双双九区控制；；♦九区图：：显示控制轨轨迹，图上的的显示内容可可以根据需要要设置；♦模拟装置置发送报文：：包括闭锁状状态、动作结结果、定值、、预动作指令令；第四节微机机电压、无功功综合控制装装置原理清华大学电机机系研制MVR系列的微机型型电压无功自自控装置已有有十六年以上上的历史，形形成了系列产产品，并积累累了丰富的现现场运行经验验。第一代产品为为MVR-I型，是1984年研究成功的的，在国内首首次开创了把把电压、无功功综合控制的的研究方向，，该装置于1985年通过鉴定，，鉴定结论为为国内首创，，并获北京市市科技进步三三等奖，它适适用于35kv、66kv、110kv电压等级的变变电站，可控控制两台主变变分接头和1～4组无功补偿电电容器。第二代产品为为MVR-IIE型，是以STD工业控制机为为核心的自控控装置。在国国内首次实现现对220kv电压等级的变变电站的电压压、无功综合合优化控制，，该装置于1992年通过部级鉴鉴定，93年获国家教委委科技进步二二等奖。适用用于220kv及以上电压等等级的变电站站，可分别控控制两台有载载调压变压器器的分接开关关和1～12组无功补偿电电容器。已在在广东、河南南、山西、广广西等几十个个变电站推广广应用。大大大提高受控变变电站的电压压合格率和改改善无功功率率的交换，减减轻运行人员员的劳动，取取得明显的经经济效益和社社会效益。第三代产品为为MVR-III型，是在MVR-I及MVR-IIE的基础上，总总结各用户反反馈的信息，，对调控规律律、功能、性性能和结构等等进一步的扩扩展和改进，，并增加了许许多独特的功功能，尤其是是增加了谐波波分析和控制制功能，这在在国内外的电电压、无功综综合控制方面面是一创新，，对保证电容容器的安全，，延长其寿命命做出突出的的贡献。MVR系列电压无功功综合控制装装置用于35kv～500kv电压等级的枢枢纽变电站，，可同时分别控控制三台及以以下有载调压压变压器（两两绕组或三绕绕组）的分接接头位置和1～12组无功补偿电电容器的投切切。不论变电站采采用何种接线线方式和运行行方式，MVR-III均能自动判断断，并正确执执行控制命令令。MVR-III把调压和无功功补偿综合考考虑，进行控控制，使调压压效果更好。。其控制规律先先进、合理，，做到：在保保证电压质量量的前提下，，使变电站高高压供电网络络的线路损耗耗尽量减少，，有利于节能能。装置功能·（1）本系统具有有电压合格率率计算、监视视和记录功能能，使用本系系统可不必另另装电压合格格率监视仪。。·（2）本系统还具具有谐波计算算、分析和谐谐波越限报警警功能，这是是本系统的独独到之处。·（3）本系统具有有对分接开关关和电容器开开关故障判断断和故障记忆忆功能。·（4）本系统是目目前国外、国国内同类装置置中技术水平平最高、功能能最齐全、控控制规律最完完善的电压无无功综合控制制系统。电压、无功综综合控制目标标（1）维持持供电电电压压在规规定的的范围围内①500kV(330kV)变电站站的220kV母线正常时时，0～+10%；事故故时，，-5%～+10%。②220kV变电站站的35～110kV母线正常时时，-3%～+7%；事故故时，，±10%。③配配电网网的10kV母线，，电压压合格格范围围：10.0～10.7kV（2）保持持电力力系统统稳定定和合合适的的无功功平衡衡。无无功分分区、、就地地平衡衡的原则（3）电压压、无无功综综合控控制的的手段段①调调分接接头位位置②控控制无无功补补偿设设备两者综综合考考虑MVR-III型微机机电压压、无无功综综合控控制装装置硬硬件结结构SVC静止型型动态态无功功补偿偿解决决方案案静止无无功补补偿器器是一一种利利用电电容器器和各各种类类型电电抗器器组成成的无无功功功率补补偿装装置。。所谓静静止，，是指指没有有运动动部件件，这这与同同步调调相机机有明明显的的区别别。随着中中国经经济的的迅猛猛发展展以及及新能能源应应用的的推进进，对对电力力系统统运行行的安全性性、可可靠性性和经济性性以及对对电能的的质量量的要求求越来来越高高。一些大大功率率负荷荷的投投入、、退出出，或或者系系统局局部故故障等等，都都会造造成系系统中中有功功功率率和无无功功功率的的大幅幅扰动动，从从而对对电网网的稳稳定性性和经经济性性产生生影响响。同同时，，这些些扰动动引起起的电电磁暂暂态过过程产产生的的过电电流和和过电电压又又往往往会危危害到到有关关电器器设备备的安安全。。快速有有效地地调节节电网网的无功功功率，使整整个电电网负负荷的的潮流流分配配更趋趋合理理，这这对电电网的的稳定定、调调相、、调压压、限限制过过电压压等等等方面面都是是十分分重要要的。。另外，，现在在的直直流输输电工工程日日益发发展，，大功功率换换流装装置（（无论论整流流或逆逆变））都需需要系系统提提供大大量无无功功功率。。特别别是临临近的的交流流系统统发生生故障障时，，如果果不能能迅速速补偿偿大幅幅度波波动的的无功功功率率，就就会导导致系系统失失控或或瓦解解。在SVC出现前前，人人们除除了精精心设设计和和布局局整个个电网网外，，往往往采用用下面面几种种经典典的办办法或或设备备来调调节电电网的的无功功功率率。1）、、适适当当调调节节发发电电机机励励磁磁，，以以调调节节机机组组运运行行功功率率因因数数。。2）、、在在交交流流系系统统适适当当地地点点（（或或直直流流输输电电弱弱系系统统侧侧））装装设设同同步步调调相相机机。。3）、、使使用用带带抽抽头头或或有有载载开开关关的的变变压压器器，，通通过过调调节节电电网网某某些些点点的的电电压压来来调调节节潮潮流流。。4）、、采采用用串串联联补补偿偿电电容容器器来来改改善善受受端端电电压压，，提提高高电电网网极极限限传传输输能能力力并并增增强强系系统统的的稳稳定定性性。。5）、、用用开开关关投投切切并并联联电电抗抗器器或或电电容容器器，，以以满满足足系系统统随随时时变变化化的的