沈来根
富阳市供电局 富阳 311400
电力系统的电压是衡量电能质量的重要指标，电压能否维持在合格的范围，不仅影响电力工业本身的安全，而且关系到千家万户。系统的无功功率对电压影响极大，维持电网正常运行下的无功功率平衡是改善和提高电压质量的基本条件。为调整系统电压合格，控制无功潮流合理平衡，提高变电所经济运行水平，我局试行安装了变电站电压无功综合控制装置(以下简称VQC)，下面就VQC的性能特点、控制原理、控制参数及运行评价作一介绍，仅供参考。
1 性能特点
装置试用浙江青田电气控制设备厂生产的DWK－1型电压无功综合控制器，该控制器以微处理为核心组成控制系统、软件模块组合，根据变电所各种运行方式，自适应跟踪调整。运行可自检自复位，主电路异常闭锁控制，通过对有载调压变压器的分接头切换及并联电容器组投切，控制电源侧无功功率和负荷侧母线电压，以保证供电电压和功率因素始终在给定的合格范围内变动，提高供电质量和经济运行水平。
控制器设置了测量、显示、统计、通讯等功能，具有主变过负荷、滑档和母线过压、欠压报警闭锁并通过RTU或综合自动化装置实现与调度端信息的交换，满足四遥功能。
控制器根据输入的各开关位置信号判断变电所运行方式及被控对象工作状况，由输入的模拟量计算电压和无功，按优化原理控制调节主变分接头和母线电容器组。
2 设计、安装
2.1 输入的电源、电压模拟信号
主变高压侧流变二次A相电流、压变二次侧B、C二相电压。
主变中压、低压侧母线压变二次侧任意二相电压。
2.2 引入的开关状态量
主变三侧开关和母联开关及电容器开关操作机构的辅助常开空接点或分闸位置继电器。
主变有载分接开关的档位接点(并联于原主变分接开关各档接点上)。
主变和电容器组继电保护动作信号接点(取自出口中间和信号继电器)。
主变和电容器组检修状态信号。2.3控制信号的输出主变有载调压升档、降档输出(并接于升、降按纽两端)。
电容器组分合闸控制输出(并接于分合闸“3”、“33”回路)。
2.4 继电保护动作后的闭锁
当某主变或电容器任一保护(含主变轻瓦斯、温度等非电量信号)动作，由出口继电器状态信号的输入作用，使VQC装置自动闭锁动作(主变过负荷VQC内部自动检测闭锁)。
2.5 设备检修状态的闭锁
当某主变或电容器冷备用状态时，由状态信号的输入作用，使VQC自动闭锁对该控制量的输出。我局还在VQC控制屏上增设了2台主变和二组电容器共4块投退压板，并对应红绿灯指示，通过对应压板的操作，确保设备检修工作人员的人身安全。
2.6 主变有载调压滑档的闭锁
当操作过程中接受到操作机构园盘档位两次断的电信号时，即发出滑档闭锁信号启跳操作电源空气小开关，并闭锁该主要的自控操作。
2.7 VQC与控制室操作闭锁
用人为的闭锁方法和变电所运行规程规定来满足，即将主变有载调压原控制器退出运行，将控制屏上电容器“KK”开关罩上有机玻璃面罩。
有条件时也可设计转换开关来选择投运方式。
2.8 VQC与调度远动的闭锁
依靠VQC软件设置和遥控屏上触点切换来实现VQC与调度远动的双向闭锁。有条件时也可增加1只双位置继电器进行切换解决。
VQC正常动作讯号或拒动信号以遥信量发给调度远方端。
3 运行评价
我局自1998年10月安装试运行以来，对该装置的一些功能和控制参数软件的设置根据变电所实际情况作了几次尝试修改，经过几个月的运行，目前VQC运行已趋于正常，月度电压合格率和功率因素指标明显提高，合格率均接近100％(见表1)。
表1 电压无功指标同期对照表
时间
VQC安装前
时间
VQC安装后
电压合格率
功率因素合格率
电压合格率
功率因素合格率
97.10
98.23
0.95
98.10
99.99
0.96
97.11
98.23
0.96
98.11
99.93
0.97
97.12
99.62
0.97
98.12
99.98
0.98
98.01
82.77
0.99
99.01
99.99
0.99
98.02
99.99
0.97
99.02
99.98
0.99
98.03
98.88
0.99
99.03
99.99
0.99
98.04
99.89
0.98
99.04
99.85
0.99
下面就该装置的有关问题提几点看法。
(1)控制器只能按现有的1套电压─无功曲线一致，要求变电所N台主变电压和电容器容量一致，适应不了不同的需求。
(2)装置软件缺少躲过系统瞬时波动的功能，即在某种调控状态下接受参数的时间累计将受到系统电压或无功参数瞬时变化而造成回零重新计时，这对及时调整主变分接头和电容器是不利的，最终影响电压和功率因素指标。
(3)目前装置电压控制时间只能按区段设定，现场运行表明不尽合理。例母线电压在10.2kV上偏时仍在合格范围内，但于配电线路的线损不利。因此，建议厂家以10.4±3％kV为中心设置电压与时间的软件参数，即电压偏离10.4kV越大时，调整时间越短。这对系统经济运行和线路较远的用户电压合格较为有利。
(4)目前VQC控制软件是按照五大区域20个区块来逻辑比较优化控制，我们认为过于复杂。如果能按照人为的传统做法来设置智能化软件，即母线电压偏低，如不出现无功倒送，应先投电容器，后调整主变分接头；反之，若出现高电压，则应先调主变有载分接头，后切电容器。这样可大大简化电压─无功分区优化控制．
(5)为使主变有载调压每天控制在10次左右和避免频繁投切电容器，从典型日电压无功投切记录表2可以看出现在设置的软件参数比较切合变电所的实际工况。
表2 典型日VQC动作电压无功变化记录
1999－04－29
变压器或电容器名称
升、降（档）或投、切
电压变化kV
无功变化kVar
动作前
动作后
ΔU
动作前
动作后
ΔQ
7：30
Ⅱ段电容器
投
10.42
10.63
＋0.21
4200
1600
－2600
10：50
1号主变
5－4
10.62
10.43
-0.19
1400
500
-900
10：59
Ⅱ段电容器切
切
10.65
10.41
-0.24
-100
3000
+3100
11：18
1号主变
4-3
10.65
10.41
-0.24
1100
400
-700
12：15
1号主变
3-4
10.10
10.34
+0.24
1600
2200
+600
12：34
Ⅰ段电容器投
投
10.29
10.45
+0.16
3800
1300
-2500
17：47
1号主变
4-3
10.61
10.40
-0.21
800
180
-620
18：05
Ⅰ段电容器切
切
10.54
10.28
-0.26
-400
1800
+2200
18：52
1号主变
3-4
10.16
10.38
+0.22
2100
3100
+1000
20：01
Ⅱ段电容器投
投
10.23
10.50
+0.27
3600
800
-2800
21：50
Ⅱ段电容器切
切
10.38
10.18
-0.20
-11
2800
+2900
22：01
1号主变
4-5
10.17
10.37
+0.20
3800
4200
+400
23：01
1号主变
5-6
10.18
10.39
+0.21
2600
3200
+600
(6)为使主变有载调压和电容器投切变化的ΔU、ΔQ尽可能小，避免调整幅度过大引起反复调整使用户电压波动，建议变电所设计时主变分接头电压选择ΔU≤±1.25％；电容器组按母线分成大小各2组(若VQC软件设置不能选择投切可分成等容N组)。
(7)新设计或改造要求在生产制造中有载开关操作机构增加1付档位接点给VQC专用，这样便于安装接线，增加可靠性。
(8)在改造设计中为减少电缆长度，尽可能在控制室相关屏的端子排上引入各输入信号和状态信号量。
(9)VQC控制器外形尺寸根据内部元件布局还可缩小，建议厂家重新修改控制器结构尺寸，以便在中央信号控制屏或其它屏空余位置上安装，这样可节约屏位，对老变电所改造尤为有利。
(10)判区时间仅对立即加速时间有效，数码显示只有2位数，希望厂家改成3位显示，以便控制面板上值班员观察判区与动作时间的正确性。
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