第八章變電站綜合自動化電壓無功控制子系統李巍巍電壓和無功控制的重要性電壓是衡量電能質量的一個重要指標，保證用戶電壓接近額定值運行，是電力系統運行調整的基本任務之一。電壓過高或過低都會影響這些設備的使用壽命和效率改善電能質量可以節約能源，提高安全穩定運行造成電壓質量下降的主要原因是什么？系統無功不足、無功分布不合理，所以電壓調整問題主要是無功功率的補償與分布的問題。電壓無功綜合調控的目標維護供電電壓在規定的范圍內。保持電力系統穩定和合適的無功平衡。保證在電壓合格的前提下使電能損耗為最小。電力系統的調壓措施利用發電機進行調壓采用改變變壓器分接頭進行調壓通過改變電力網無功功率分布進行調壓通過改變輸電線路參數進行調壓在發電廠中主要的調壓手段是調整發電機的勵磁，在變電站主要的調壓手段是調節有載調壓變壓器分接頭的位置和控制無功補償電容器。少數220KV以上的高壓或者超高壓變電站裝有調相機和靜止無功補償器，有的變電站既裝有并聯補償電容器也裝有并聯補償電抗器對電壓、無功綜合控制系統的基本要求能自動對變電站的運行方式和運行狀態進行監視并加以識別，從而正確的選擇控制對象并確定相應的控制方法。對目標電壓、電壓允許偏差范圍、功率因數上下限等應能進行靈活整定。變壓器分接頭控制和電容器組投切應能考慮各種條件的限制。控制命令發出后應能自動檢驗，以確定動作是否成功，若不成功，應能做出相應的處理，每次動作應有打印記錄。對變電站的運行情況，如斷路器狀態、主接線的運行方式、變壓器分接頭位置、母線電壓、主變壓器無功等參數應能清晰地予以顯示，并設置故障錄波器。應具有自檢、自恢復功能，做到硬件可靠、軟件合理、維修方便且具有一定的靈活性和適應性。在異常條件下應能將裝置閉鎖。監視、通信和記錄功能。變壓器器分接接頭調調整應應遵循循以下下條件件和要要求多臺主主變壓壓器并并列運運行時時，必必須保保證同同步調調檔，，且并并列運運行的的變壓壓器必必須處處于同同一檔檔位時時，才才能參參加調調檔，，并列列運行行的主主變壓壓器調調檔時時，必必須同同時升升降。。確保有有載調調壓分分級進進行，，每次次只能能調一一檔，，前后后兩次次調檔檔應有有一定定的延延時，，檔位位上下下限應應有限限位措措施。。人工閉閉鎖或或主變變壓器器保護護動作作后，，調檔檔命令令發出出后經經校驗驗發現現拒動動或滑滑檔，，變壓壓器過過負荷荷等條條件下下應閉閉鎖調調檔。。電容器器組投投切應應滿足足的條條件和和要求求電容器器組的的投切切應實實行輪輪換原原則，，即最最先投投入者者最最先切切除，，最先先切除除者最最先投投入。。電容器器組輪輪換投投切應應考慮慮運行行方式式的影影響，，當多多臺主主變壓壓器既既有關關聯又又有獨獨立性性時，，應各各自投投切本本身所所帶的的變壓壓器組組。人工投投切的的變壓壓器也也應參參加排排隊。。變電站運行行方式的識識別兩臺主變壓壓器三臺主變壓壓器變電站運行行狀態的劃劃分所謂變電站站的運行狀狀態，是指指變電站的的各種電氣氣量所處的的狀態。對電壓無功功控制總的的要求是在在保持電壓壓合格的條條件下盡量量降低損耗耗。裝置的控制制對象是變變壓器的分分接頭和并并聯電容器器組控制的目的的是保證主主變壓器的的電壓在允允許范圍內內控制狀態量量是電壓和和進線功率率因數。電壓無功綜綜合控制的的閉鎖系統發生故故障變電站母線線發生故障障主變壓器發發生故障或或事故主變壓器異異常運行電壓無功綜綜合控制裝裝置的電壓壓互感器發發生故障補償電容器器本身或回回路裝置發發生故障或或事故，則則應閉鎖相相應的電容容器組的控控制回路電壓無功綜綜合控制的的閉鎖主變壓器控控制發生異異常主變壓器或或電力電容容器正常退退出操作時時，閉鎖該該臺主變壓壓器或電容容器的控制制裝置每次發出動動作命令后后進行校驗驗，若裝置置拒動則應應閉鎖母線電壓太太低時應閉閉鎖調壓功功能電力系統的電壓壓、無功綜合控控制方式集中控制方式集中控制方式是是指在調度中心心對各個變電站站的主變壓器分分接頭位置和無無功補償設備進進行統一控制。。這種控制方式是是維持系統電壓壓正常、實現無無功優化控制、、提高系統運行行可靠性和經濟濟性的最佳方案案。分散控制方式分散控制方式是是指各個變電站站或發電廠中，，自動調節有載載調壓變壓器的的分接頭位置或或其他調壓設備備，以控制某地地區的電壓和無無功功率在規定定的范圍內。分散控制是在各各廠站獨立進行行的，可以實現現局部地區優化化，對提高變電電站供電范圍內內的電壓質量和和降低局部網絡絡電能損耗，減減少值班人員的的操作是很有意意義的。關聯分散控制方方式關聯分散控制方方式是指電力系系統正常運行時時，由分散安裝裝在各廠站的分分散控制裝置或或控制軟件進行行自動控制，調調控范圍和定值值是從整個系統統的的安全、穩穩定和經濟運行行出發，事先由由電壓無功優化化程序計算好的的，而在負荷變變化較大或緊急急情況或系統發發生大的變動時時，可由調度中中心直接操作控控制。?所控設備個個數無限制，與與設備庫保持一一致；?自動拓撲；；?定值設置簡簡單方便；?閉鎖功能實實現靈活，可由由公式實現；；?仿真功能；；?控制方式有有：手動、自動動、半自動；?控制策略：：標準九區、電電壓優先綜合控控制、允許高壓壓側電壓作為約約束條件的雙九九區控制；?九區圖：顯顯示控制軌跡，，圖上的顯示內內容可以根據需需要設置；?模擬裝置發發送報文：包括括閉鎖狀態、動動作結果、定值值、預動作指令令；第四節微機電電壓、無功綜合合控制裝置原理理清華大學電機系系研制MVR系列的微機型電電壓無功自控裝裝置已有十六年年以上的歷史，，形成了系列產產品，并積累了了豐富的現場運運行經驗。第一代產品為MVR-I型，是1984年研究成功的，，在國內首次開開創了把電壓、、無功綜合控制制的研究方向，，該裝置于1985年通過鑒定，鑒鑒定結論為國內內首創，并獲北北京市科技進步步三等獎，它適適用于35kv、66kv、110kv電壓等級的變電電站，可控制兩兩臺主變分接頭頭和1～4組無功補償電容容器。第二代產品為MVR-IIE型，是以STD工業控制機為核核心的自控裝置置。在國內首次次實現對220kv電壓等級的變電電站的電壓、無無功綜合優化控控制，該裝置于于1992年通過部級鑒定定，93年獲國家教委科科技進步二等獎獎。適用于220kv及以上電壓等級級的變電站，可可分別控制兩臺臺有載調壓變壓壓器的分接開關關和1～12組無功補償電容容器。已在廣東東、河南、山西西、廣西等幾十十個變電站推廣廣應用。大大提提高受控變電站站的電壓合格率率和改善無功功功率的交換，減減輕運行人員的的勞動，取得明明顯的經濟效益益和社會效益。。第三代產品為MVR-III型，是在MVR-I及MVR-IIE的基礎上，總結結各用戶反饋的的信息，對調控控規律、功能、、性能和結構等等進一步的擴展展和改進，并增增加了許多獨特特的功能，尤其其是增加了諧波波分析和控制功功能，這在國內內外的電壓、無無功綜合控制方方面是一創新，，對保證電容器器的安全，延長長其壽命做出突突出的貢獻。MVR系列電壓無功綜綜合控制裝置用于35kv～500kv電壓等級的樞紐紐變電站，可同時分別控制制三臺及以下有有載調壓變壓器器（兩繞組或三三繞組）的分接接頭位置和1～12組無功補償電容容器的投切。不論變電站采用用何種接線方式式和運行方式，，MVR-III均能自動判斷，，并正確執行控控制命令。MVR-III把調壓和無功補補償綜合考慮，，進行控制，使使調壓效果更好好。其控制規律先進進、合理，做到到：在保證電壓壓質量的前提下下，使變電站高高壓供電網絡的的線路損耗盡量量減少，有利于于節能。裝置功能·（1）本系統具有電電壓合格率計算算、監視和記錄錄功能，使用本本系統可不必另另裝電壓合格率率監視儀。·（2）本系統還具有有諧波計算、分分析和諧波越限限報警功能，這這是本系統的獨獨到之處。·（3）本系統具有對對分接開關和電電容器開關故障障判斷和故障記記憶功能?！ぃ?）本系統是目前前國外、國內同同類裝置中技術術水平最高、功功能最齊全、控控制規律最完善善的電壓無功綜綜合控制系統。。電壓、無功綜合合控制目標（1）維持供電電壓壓在規定的范圍圍內①500kV(330kV)變電站的220kV母線正常時，0～+10%；事故時，-5%～+10%。②220kV變電站的35～110kV母線正常時，-3%～+7%；事故時，±10%。③配電網的10kV母線，電壓合格格范圍：10.0～10.7kV（2）保持電力系統統穩定和合適的的無功平衡。無無功分區、就地地平衡的原則（3）電壓、無功綜綜合控制的手段段①調分接頭頭位置②控制無功功補償設備兩者綜合考慮慮MVR-III型微機電壓、、無功綜合控控制裝置硬件件結構SVC靜止型動態無無功補償解決決方案靜止無功補償償器是一種利利用電容器和和各種類型電電抗器組成的的無功功率補補償裝置。所謂靜止，是是指沒有運動動部件，這與與同步調相機機有明顯的區區別。隨著中國經濟濟的迅猛發展展以及新能源源應用的推進進，對電力系系統運行的安全性、可靠靠性和經濟性以及對電能的質量的要求越來越越高。一些大功率負負荷的投入、、退出，或者者系統局部故故障等，都會會造成系統中中有功功率和和無功功率的的大幅擾動，，從而對電網網的穩定性和和經濟性產生生影響。同時時，這些擾動動引起的電磁磁暫態過程產產生的過電流流和過電壓又又往往會危害害到有關電器器設備的安全全?？焖儆行У卣{調節電網的無功功率，使整個電網網負荷的潮流流分配更趨合合理，這對電電網的穩定、、調相、調壓壓、限制過電電壓等等方面面都是十分重重要的。另外，現在的的直流輸電工工程日益發展展，大功率換換流裝置（無無論整流或逆逆變）都需要要系統提供大大量無功功率率。特別是臨臨近的交流系系統發生故障障時，如果不不能迅速補償償大幅度波動動的無功功率率，就會導致致系統失控或或瓦解。在SVC出現前，人們們除了精心設設計和布局整整個電網外，，往往采用下下面幾種經典典的辦法或設設備來調節電電網的無功功功率。1）、適當調節節發電機勵磁磁，以調節機機組運行功率率因數。2）、在交流系系統適當地點點（或直流輸輸電弱系統側側）裝設同步步調相機。3）、使用帶抽抽頭或有載開開關的變壓器器，通過調節節電網某些點點的電壓來調調節潮流。4）、采用串聯聯補償電容器器來改善受端端電壓，提高高電網極限傳傳輸能力并增增強系統的穩穩定性。5）、用開關投投切并聯電抗抗器或電容器器，以滿足系系統隨時變化化的無功功率率需求量，達達到調相調壓壓的目的。靜止