1、变电站无功电压自动调节装置67变电光功电压自动调节装置AAutoregulatoryDeviceofVoltageandReactivePowerforSubstation帅:,毒 4100822 笔(1.湖南大学电气与信息二程学院.湖南长沙;. 海南安卉电子开发有.融舒,瑚沙 1M74l0013摘要:依据变电站运行特点,采用模块化技术研制了变电站无功电压自动调节装置 ,给出其控制原理,装量的甍件fexiblyandreliablysatisfyneedsforvohageandreactivepowerregularit?invarioussubstationrunningmode*.Key
2、1_Drds?substation;reactivepower;.voltage中羽分蠢号:TM7611 文献标识码:B 文章编号:1004-9649(2000)090067-020 引言 1 控制原理电力系统的电压是衡量电能质量的重要指标.保证用户电压接近额定电压是电力系统运行调度的基本任务.而电压过高,过低或偏离一定范围,都会影响用电设备的寿命和效率因此.电压能否维持在合格的范围之内不仅影响电力工业本身的安全,而且关系着千家万户;另一方面.改善电压质量是节能的有效措施,也是防止电压崩溃和提高安全运行水平的重要条件.系统无功对电压影响极大,无功功率不足或过大都将引起系统电压下降或上升,极端情
3、况下可导致某些枢纽变电站母线电压大幅度下降而出现“ 电压崩溃“ 现象.由于过度频繁的调节有载分接开关和投切并联补偿电容器会引起变压器和开关设备故障.据统计,有载调压变压器约有 80%的故障是由有载分接开关引起的.因此.各变电站对有载调压变压器和并联电容器组的日调节次数有严格的限制.变电站电压无功综合控制的目标是保证电压合格,在无功基本平衡的前提下,尽量减少有载调压变压器有载分接开关和并联补偿电容器的调节次数.为保证电压合格率,尽量降低损耗.研制了具有抗干扰能力强且制造和调试都大为简化的具有模块化结构的无功电压自动调节装置一本装置采用电压和无功综合控制调节判据,其控制原理图如图 1 所示.r 曲
4、)如【U【圈 1 控制原理其中和“由电压合格范围确定;Q 和 9“由每组电容器容量,电容偏差及无功基本平衡和保持投切基本稳定的原则确定.Q 表示无功过剩,Q表示无功不足.各个区的控制规则如下:0 区:电压无功均合格,不调节,此区为稳定工作区;1 区:COScosL,U乩.先投电容器,待 COScos,后再调节主变压器分接头使电压升高;2 区:电压正常,COScos,投人电容器 .检查主变压器分接头情况后再作处理;3 区:COSCOS 钆,U%,先调节分接头降压,再投电容器调整功率因数;4 区:U,COS 正常,调主变压器分接头降压.若仍无法满足时强行切除电容器组;5 区:UUH,COSCOSH
5、,收稿日期:2000-04?04作者简介:阳月令(1974?),女 ,湖南双峰人,硕士,从事变电站综合自动化的研究 .一67先切电容器组,检查分接头情况后再处理:6 区:电压正常,COScosH,切除电容器组,检查分接头情况后再处理;7 区:COScosH,UUL.先切除电容器,再调节分接头升高电压;8 区:COS 正常,UU 调分接头升压,直到分接头无法调节时,若电压仍不满足要求时强行投入电容器组所有上述控制均以优先检查电压合格为原则,为防止装置动作过于频繁及避免出现振荡,增加一些控制分支并设置临界条件缓冲带.提高 j,装置的可靠性和安全性.临界缓冲带的具体设置如图 2 所示.lllIll1
6、 吨【,r 惦图 2 临界缓冲带2 装置的硬件结构,功能和特点2.1 硬件结构本装置采用模块化结构,由 7 个插件构成,分别为电源插件(POWER), 交流插件(AC),中央处理插件(CPU),开关量转换插件,逻辑插件(LOGIC),信号插件(SIGNAL), 人机对话插件 (MMI)硬件结构如图 3 所示.其中,CPU 插件为核心插件,采用单板结构,内部包含 CPU,A/D 转换,开关量输人通道,开关量输出通道.开关量转换板有 3 个任务:(1)将有载调压变压器的档位(强电信号) 转换为二进制编码输出(弱电信号),以减少 CPU 板的开人点数;(2)将电容器的位置信号(强电信号) 变为弱电信
7、号【24V);(3)将保护闭锁及压板投入信号( 强电信号)转变为弱电信号.2.2 主要功能(1)给出适应于不同变压器的电压无功控制要求的方式.对于两卷变压器:主变压器的副方电压作为控制目标.将电压控制在设定的定值范围内,在电压台格范围内充分利用电容器的补偿作用,尽可能将进线的无功功率控制在给定范围内;对于三卷变压器:主变压器中压侧和低压侧电压作为目标,分别将电压控制在各自允许的范围内,在中压侧和低压侧电压均合格的范围内,充分利用低压侧电容器的补偿作用.将进线的无功功率或功率因一68 一,图 3 硬件结构数控制在设定的范围内.(2)采用模糊控制方法确保电压无功控制顺序的正确性,另外在各限值的临界
8、状态,设置一系列防临界小振荡措施,减少装置的控制动作次数,提高装置的可靠性.(3)能实现 2 台主变压器和最多 8 组电容器的联调(4)本装置设置多种闭锁措施.如主变压器轻重瓦斯动作,温度过高,母线保护动作闭锁调节分接头,电容器保护动作,电容器退出运行(检修),闭锁电容器投切等.(5)确保分接开关调节分级进行,一次只能调节 1挡,能有效防止连调(滑档)或拒动的行为.(6) 电容器实行轮换投切方式.并可灵活投退.轮换投切的原则是:先投先切,且保证在小于一定时间内不得再次动作.(7)能实时显示主变压器各侧电压,主变压器高压侧有功功率,无功功率,功率因数,分接头开关档位,电容器位置状态及闭锁状态和主
9、变压器调压开关动作次数等(8)利用 RS485 进行网络通信,可将运行状态,运行中自诊断信息向外传送并接受调度或当地监控主机发来的命令.实现运行定值和运行方式的远方设定23 主要特点(】)超大规模集成电路的硬件方案使装置的抗干扰能力大大加强,高精度的测量方法和模糊控制方式可最大限度地减少测量失真及控制次数,从而保证控制的可靠性.(2) 装置的功能设计考虑了就地控制和集中控制 2 种方式.(3)网络通信功能使装置可与全系统进行通信,接受系统下达的各种命令,并可向系统反馈装置实现监控的状况.3 结束语该装置的厂内试验证明:其原理先进,正确,可靠性高,抗干扰能力强,并能大大提高电压合格率和有效地降低
10、电网损耗.参考文献:1:晏家进.有载调压变压器的缎电压选择J_供用电.1994,2)2 厉吉文,李红梅.宁文愤变电站电压和无功自动诵节判据的研究 J中国电力,1995.(7).13YuanYInHsu.FengChangLACombinedArtificialNeuralNet-woAFuzzyDytmmicPrograming 却 pmachtoReacti,ePower/VoltageControlinaDistributionSubstation:J_IEEETrans0nPowerSystems,1998.I3,14):I26512714TonmoSdKAFuzzyLinearprog
11、rammingApproach 协 theReactirePower/a,%ltageCorttrolProblemJIEEETra 岫 OlqPowerSystems,I992.7(I):287-293(责任编辑路琳)广告目次中国正泰集团公司一湖南紫光穗控公司?一- 美国思豢克一爱追公司“长沙华掘薛动佬挺獬辩公司封番禺骏发电 i 匪备寓蒋公鳓“一-广 m天津市电力科虢茨鼹公回一?-“? 广 02深圳奥特迅电力设备毒鼹公司?一广 o3上海思源电气有限公司广 04o5河南信阳电业局刺安电气有限公司广 06广州科立通用电气公司一-广昕北京英华谜电力电子誓翟科接宥 l 曩公司-?- 广 .80南京大
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