基于工控工作站的新一代VQC自動(dòng)裝置剖析

1、基于工控工作站的新一代VQC自動(dòng)裝置剖析摘要：維持電力系統(tǒng)的電壓在允許的范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)保障電力負(fù)荷的正常運(yùn)行和系統(tǒng)自身的平安至關(guān)重要，而電壓程度那么是與無(wú)功功率的平衡親密相關(guān)，控制無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚?，可以改變網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率分布，改善功率因素，減少網(wǎng)損和電壓損耗，本文介紹一種新型的基于工控工作站的電壓和無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置。關(guān)鍵詞：電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)VQ自動(dòng)裝置控制策略一、前言維持電力系統(tǒng)的電壓在允許的范圍內(nèi)變動(dòng)，對(duì)保障電力負(fù)荷的正常運(yùn)行和系統(tǒng)自身的平安至關(guān)重要，而電壓程度那么是與無(wú)功功率的平衡親密相關(guān)，控制無(wú)功補(bǔ)償?shù)碾娙萜魍肚?，可以改變網(wǎng)絡(luò)無(wú)功功率分布，改善功率因素，減少網(wǎng)損和電壓損耗，對(duì)

2、此要求電力系統(tǒng)的無(wú)功盡量的保證就地平衡。以前的控制手段是手動(dòng)調(diào)節(jié)，隨著電力自動(dòng)化程度的進(jìn)步，如今使用較為普遍的是由微處理器構(gòu)成的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置來(lái)完成，該類型的裝置在手動(dòng)的調(diào)節(jié)上有了進(jìn)步，但它仍有著以下主要缺陷：1、控制方式有限，在有限的方式外不能根據(jù)詳細(xì)的要求設(shè)定。2、針對(duì)不同的系統(tǒng)、不同的要求自適應(yīng)性欠佳，功能的增加需軟硬件的雙層增加。3、可視信息量少。隨著電力網(wǎng)絡(luò)的不斷開(kāi)展，對(duì)調(diào)節(jié)裝置的自動(dòng)化程度的要求越來(lái)越高、調(diào)節(jié)方式的要求越來(lái)越靈敏。一種新型的基于工控工作站的電壓和無(wú)功自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置以下簡(jiǎn)稱VQ自動(dòng)裝置，在以上的問(wèn)題上得到了很好的解決，它主要具有以下特點(diǎn)：1、構(gòu)造簡(jiǎn)單，主要由工控工作站、接

3、口機(jī)箱和打印機(jī)構(gòu)成。2、軟件采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)和模塊化設(shè)計(jì)，向用戶提供了最優(yōu)的人機(jī)界面。3、功能的程序化程度高，控制方式和功能的實(shí)現(xiàn)靈敏，維護(hù)方便。4、采用了先進(jìn)的接線識(shí)別技術(shù)用于變電站運(yùn)行方式的自動(dòng)識(shí)別，使裝置可以適應(yīng)變電站各個(gè)電壓等級(jí)各種主接線形式的需要。5、屏幕操作功能強(qiáng)，在屏幕上能進(jìn)展主變的調(diào)檔、電容器的投切、開(kāi)關(guān)的手動(dòng)設(shè)置、閉鎖和解除閉鎖等操作。6、可視信息量大，在屏幕上有實(shí)時(shí)的各母線電壓、主變高壓側(cè)的電流、主變的無(wú)功、功率因素、主變檔位、各斷路器及刀閘的狀態(tài)合上、斷開(kāi)、主變和電容器的運(yùn)行狀態(tài)運(yùn)行、停運(yùn)、閉鎖、檢修、主變運(yùn)行區(qū)域、實(shí)時(shí)動(dòng)作和閉鎖信息；點(diǎn)擊電壓和無(wú)功表計(jì)可觀察電量的日變化

4、曲線；通過(guò)菜單可查看和打印歷史動(dòng)作和閉鎖信息。7、具有仿真功能，在不加任何外部交流量和開(kāi)關(guān)量的情況下，通過(guò)鍵盤和鼠標(biāo)建立系統(tǒng)的仿真模型進(jìn)展各種試驗(yàn)，試驗(yàn)中沒(méi)有出口，可以通過(guò)電量和設(shè)備狀態(tài)的模擬變化，觀察系統(tǒng)的所有動(dòng)作過(guò)程。8、較完備的自檢自恢復(fù)功能，當(dāng)出現(xiàn)異常時(shí)能及時(shí)報(bào)警，當(dāng)系統(tǒng)受到干擾時(shí)，能自行恢復(fù)。9、具有諧波監(jiān)測(cè)功能，當(dāng)投入電容器引起諧波放大時(shí)，可切除所投電容器，消除諧振現(xiàn)象。二、電壓無(wú)功的調(diào)節(jié)原理1、原理框圖：VQ自動(dòng)裝置由工控工作站，模擬量輸入和開(kāi)關(guān)量輸入輸出接口箱、打印機(jī)等外部設(shè)備，組成了一個(gè)多輸入多輸出的閉環(huán)自動(dòng)控制系統(tǒng)，如圖1所示。裝置通過(guò)接口檢測(cè)中壓側(cè)和低壓側(cè)母線開(kāi)關(guān)狀態(tài)、電

5、壓和變壓器無(wú)功，對(duì)運(yùn)行方式和運(yùn)行區(qū)域進(jìn)展識(shí)別和處理，當(dāng)檢測(cè)到電壓和或無(wú)功越限，經(jīng)過(guò)一定延時(shí)后即發(fā)出控制命令，調(diào)節(jié)變壓器分接頭和或投切電容器，將電壓和無(wú)功控制在給定范圍之內(nèi)。2、接線識(shí)別：1運(yùn)行狀態(tài)識(shí)別對(duì)于雙卷變的變電站，當(dāng)高壓側(cè)和低壓側(cè)與母線均有連通時(shí)為變壓器“運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)高壓側(cè)或低壓側(cè)與母線無(wú)連通時(shí)為變壓器“停運(yùn)狀態(tài)。對(duì)于三卷變的變電站，當(dāng)中壓側(cè)或低壓側(cè)與母線有連通時(shí)為變壓器“運(yùn)行狀態(tài)，當(dāng)中壓側(cè)和低壓側(cè)與母線均無(wú)連通時(shí)為變壓器“停運(yùn)狀態(tài)。2運(yùn)行方式識(shí)別對(duì)于雙卷變的變電站，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線之間有連通時(shí)為變壓器“并聯(lián)運(yùn)行方式，當(dāng)?shù)蛪簜?cè)母線之間無(wú)連通時(shí)為變壓器“獨(dú)立運(yùn)行方式。對(duì)于三卷變的變電站，當(dāng)中壓

6、側(cè)或低壓側(cè)母線之間有連通時(shí)為變壓器“并聯(lián)運(yùn)行方式，當(dāng)中壓側(cè)和低壓側(cè)母線之間均無(wú)連通時(shí)為變壓器“獨(dú)立運(yùn)行方式。3運(yùn)行區(qū)域識(shí)別對(duì)于雙卷變的變電站，以高壓側(cè)判無(wú)功，以低壓側(cè)判電壓。對(duì)于三卷變的變電站，以高壓側(cè)判無(wú)功，以目的側(cè)判電壓。雙卷變的變電站，目的側(cè)為低壓側(cè)。三卷變的變電站，目的側(cè)為中壓側(cè)或低壓側(cè)可由用戶設(shè)定。3、目的側(cè)的控制：變電站運(yùn)行狀態(tài)可分為九個(gè)大區(qū)域和兩個(gè)小區(qū)域，如圖2所示。圖中縱坐標(biāo)為目的側(cè)電壓U，橫坐標(biāo)為變壓器無(wú)功Q。U表示目的電壓的上限；U表示目的電壓的下限。Q表示無(wú)功上限，系統(tǒng)向變電站輸送無(wú)功無(wú)功缺乏，S滯后；Q表示無(wú)功下限，變電站向系統(tǒng)倒送無(wú)功無(wú)功過(guò)剩，S超前。整個(gè)平面由以下四

7、條直線，即U、U、Q、Q分為九個(gè)大區(qū)域。中間0區(qū)為電壓和無(wú)功均合格區(qū)，其余八個(gè)區(qū)為控制區(qū)。裝置默認(rèn)的控制策略1如表1所示。9區(qū)和10區(qū)為防振區(qū)，一般不加控制。1區(qū)為電壓越極限區(qū)，此時(shí)閉鎖變壓器和電容器的所有控制指令。區(qū)號(hào)越限情況控制要求電壓無(wú)功均合格不控制1電壓越上限降檔2電壓越上限無(wú)功越上限先降檔后投電容器3無(wú)功越上限投電容器4電壓越下限無(wú)功越上限先投電容器后升檔5電壓越下限升檔6電壓越下限無(wú)功越下限先升檔后切電容器7無(wú)功越下限切電容器8電壓越上限無(wú)功越下限先切電容器后降檔表1裝置默認(rèn)控制策略以上控制策略是最根本的，用戶亦可根據(jù)實(shí)際需要自己設(shè)定。裝置的目的電壓上下限和無(wú)功上下限不是固定不變的

8、，它每天可分成假設(shè)干段，每段的起止時(shí)間和電壓無(wú)功上下限均可任意設(shè)定。轉(zhuǎn)貼于論文聯(lián)盟.ll.4、輔助側(cè)的控制：對(duì)于三級(jí)電壓的變電站，先對(duì)目的電壓側(cè)采取九區(qū)圖控制策略，當(dāng)目的側(cè)母線電壓、無(wú)功都處于正常區(qū)域后，才轉(zhuǎn)而對(duì)另一側(cè)電壓進(jìn)展輔助控制。假設(shè)輔助側(cè)電壓越限，就充分利用并聯(lián)補(bǔ)償電容器的作用，盡可能把輔助側(cè)的電壓也控制合格范圍內(nèi)，輔助側(cè)按電壓上下限僅進(jìn)展電容器投切控制。輔助側(cè)電壓越上限時(shí)切相應(yīng)母線的一組電容器，輔助側(cè)電壓越下限時(shí)投相應(yīng)母線的一組電容器。中壓側(cè)為目的側(cè)還是低壓側(cè)為目的側(cè)可根據(jù)用戶需要設(shè)定。5、電容器投切優(yōu)先級(jí)：先按平衡原那么選擇母線，同一條母線下可選擇按默認(rèn)輪換方式或按優(yōu)先級(jí)設(shè)置方式選

9、擇電容器。6、全面的閉鎖和報(bào)警功能2：1母線電壓越極限時(shí)此時(shí)運(yùn)行區(qū)域斷定為1區(qū)，閉鎖相關(guān)變壓器和電容器的控制指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。電壓恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警。2變壓器過(guò)流時(shí)閉鎖該變壓器的調(diào)檔指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。電流恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警。3并聯(lián)母線壓差越限時(shí)閉鎖相關(guān)變壓器和電容器的控制指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。壓差恢復(fù)正常時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警。4變壓器保護(hù)或電容器保護(hù)動(dòng)作時(shí)閉鎖該對(duì)象的控制指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。直至該對(duì)象重新投運(yùn)時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警，保護(hù)閉鎖亦可手工解除。5變壓器檔位達(dá)極限檔位上下限時(shí)，閉鎖該變壓器在該方向的調(diào)檔指令，直至該變壓器出現(xiàn)反向調(diào)檔時(shí)解除閉鎖。6變壓器調(diào)檔拒

10、動(dòng)或電容器投切拒動(dòng)時(shí)，閉鎖該對(duì)象的控制指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。7變壓器出現(xiàn)外部手動(dòng)調(diào)檔時(shí)，閉鎖該變壓器的調(diào)檔指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。8并聯(lián)運(yùn)行的變壓器檔位不一致時(shí)，閉鎖該變壓器及與其并聯(lián)變壓器的調(diào)檔指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。9變壓器出現(xiàn)連調(diào)故障同方向連調(diào)次數(shù)達(dá)極限時(shí)，閉鎖該變壓器在同一方向的調(diào)檔指令，直至該變壓器出現(xiàn)反向調(diào)檔時(shí)解除閉鎖。10變壓器日動(dòng)作次數(shù)越限時(shí)，閉鎖該變壓器的調(diào)檔指令，次日自動(dòng)解除閉鎖。11低壓側(cè)母線3U越限時(shí)，閉鎖該段母線上電容器的投切指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。當(dāng)3U0正常時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警。12電容器外部斷開(kāi)時(shí)，閉鎖該電容器的投

11、切指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。電容器重新投入時(shí)自動(dòng)延時(shí)解除閉鎖和報(bào)警。該閉鎖亦可手工解除。13電容器投入引起3次、5次或7次諧波放大時(shí)，切除該電容器并閉鎖其投入指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。14裝置自檢異常時(shí)閉鎖所有設(shè)備的控制指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。15變壓器停運(yùn)時(shí)閉鎖該變壓器和相關(guān)電容器的控制指令，變壓器投運(yùn)時(shí)自動(dòng)解除閉鎖。16變壓器無(wú)檔位或空檔位時(shí)此時(shí)檔位顯示為0檔，閉鎖該變壓器的調(diào)檔指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。17變壓器出現(xiàn)滑檔故障時(shí)，急停并閉鎖該變壓器的調(diào)檔指令，發(fā)報(bào)警信號(hào)。閉鎖和報(bào)警需手工解除。18低壓側(cè)母線電壓不合格，但又不可調(diào)時(shí)發(fā)越限報(bào)警信號(hào)，電壓恢復(fù)

12、正常時(shí)自動(dòng)解除報(bào)警。三、定值設(shè)置考前須知1、關(guān)于防振區(qū)：防振區(qū)是在VQ控制九區(qū)圖中位于2區(qū)與3區(qū)之間和6區(qū)與7區(qū)之間的兩個(gè)小區(qū)域，它是為了防止系統(tǒng)發(fā)生振蕩而設(shè)置的。由于VQ的控制手段主要是升降檔和投切電容，這種控制必須是穩(wěn)定和可靠的，假如控制動(dòng)作不穩(wěn)定或者發(fā)生振蕩就可能引起嚴(yán)重的后果。為了防止這種情況的發(fā)生，必須設(shè)置一個(gè)防振區(qū)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi)不應(yīng)該有任何詳細(xì)的動(dòng)作，防振區(qū)電壓的設(shè)置必須有一定的寬度才能防止系統(tǒng)振蕩的。2、關(guān)于無(wú)功上下限：由于一般3區(qū)是投電容器，7區(qū)是切電容器，所以假如無(wú)功上下限之差小于一組電容器的容量也會(huì)引發(fā)系統(tǒng)振蕩。3、關(guān)于輔助側(cè)的控制：對(duì)于三卷變的變電站，由于同時(shí)存在目的側(cè)和

13、輔助側(cè)，目的側(cè)按九區(qū)圖進(jìn)展變壓器升降檔和電容器投切控制，輔助側(cè)按電壓上下限僅進(jìn)展電容器投切控制。當(dāng)目的側(cè)不合格時(shí)對(duì)目的側(cè)進(jìn)展控制，當(dāng)目的側(cè)合格而輔助側(cè)不合格時(shí)對(duì)輔助側(cè)進(jìn)展控制。假設(shè)目的側(cè)運(yùn)行在3區(qū)，輔助側(cè)電壓越上限，這時(shí)系統(tǒng)先根據(jù)目的側(cè)進(jìn)展投電容器控制，目的側(cè)轉(zhuǎn)移到0區(qū)后，系統(tǒng)又根據(jù)輔助側(cè)進(jìn)展切電容器控制。切電容器以后無(wú)功出現(xiàn)缺乏，目的側(cè)又進(jìn)入3區(qū)投電容器，這樣就可能出現(xiàn)電容器頻繁投切現(xiàn)象。出現(xiàn)這種情況必須通過(guò)適當(dāng)放寬無(wú)功上下限來(lái)解決。4、關(guān)于檔位校驗(yàn)時(shí)間:檔位校驗(yàn)時(shí)間是用于調(diào)檔操作指令發(fā)出后,判別調(diào)檔是否正確的檢驗(yàn)周期。因?yàn)椴煌O(shè)備其調(diào)節(jié)到位的時(shí)間可能不一樣，該時(shí)間要根據(jù)不同設(shè)備的實(shí)際情況整定。四、現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)工程1設(shè)備正常運(yùn)行性檢驗(yàn)；2開(kāi)關(guān)量采集檢驗(yàn):包括110KV側(cè)、10KV側(cè)斷路器、刀閘、主變檔位；3模擬量采集檢驗(yàn):屏示數(shù)據(jù)是否與實(shí)際數(shù)據(jù)統(tǒng)一在允許范圍內(nèi)；4控制策略檢驗(yàn):各組設(shè)備運(yùn)行在不合格區(qū)時(shí)是否動(dòng)作與整定要求一致；5閉鎖檢測(cè):在條件允許的情況下，模擬各種閉鎖條件檢測(cè)設(shè)備是否正常閉鎖及解鎖。五、完畢語(yǔ)近年來(lái)國(guó)家對(duì)電力企業(yè)的經(jīng)營(yíng)情況的考核加重了電壓的運(yùn)行合格率的考量度，對(duì)于電力系統(tǒng)的電壓允許波動(dòng)范圍，在?電力系統(tǒng)電壓和無(wú)功技術(shù)導(dǎo)那么?中明