提高电能质量的电压 无功自动调节装置的应用

提高电能质量的电压无功自动调节装置的应用
摘要电压无功自动调节装置是根据电网参数，通过调节有载调压变压器的分接头和投切无功补偿电容器来提高供电电压质量，有效减少无功损耗，使电网无功功率供需平衡。

关键字电压；自动调节；电能质量
0引言
随着现代社会能源和环境的问题日益突出，在人们关注节能减排的同时，电力能源作为一种不可或缺的资源发挥着举足轻重的作用。

如何有效提高电能质量可降低损耗、提高设备使用寿命，是用电设备可靠运行的重要保障，对节能增效具有重要意义。

因此，无功自动调节装置应运而生，本产品适用于110kV及以下电压等级，安装有载调压变压器和并联补偿电容器组的变电站。

1）装置特点
本装置采用高性能的硬件平台，系统资源十分丰富，不需外扩芯片。

模块化的软件设计，令装置的功能稳定可靠，升级维护更加方便，可满足用户的个性化需求。

大屏幕的液晶显示屏，让动作信息、操作信息一目了然，并能准确的记录运行过程，且具有掉电不会丢失功能，便于事后分析。

机箱采用整体面板、背插式全封闭结构，嵌入式安装方式，可适用于条件恶劣的工作环境。

除此之外，本产品还具有完善的自诊断功能，无可调节器件，现场免维护。

2）装置的主要功能
（1）调节功能
本装置的调节功能主要有以下几条：1、既可自动适应又可手动设置母线的运行方式；2、既能对电压无功进行综合调节，也能在没有电容器时单独控制主变调压，或在没有主变分接开关时，单独控制电容器投切；3当两台主变并列运行时，如要调节主变分接头，必须同时调节两台主变分接头，保持主变分接头档位一致，若出现两台主变不同档位的情况，则闭锁调节并发出报警信号。

（2）闭锁措施
①可靠的防滑档措施；②出现档位信号线异常或并列运行档位不同的情况时，发出报警信号并闭锁操作；③主变保护跳闸时，发出报警信号并闭锁操作；
④出现电网电压过高或过低时，发报警信号并闭锁操作，当故障消失后可自动恢复；⑤主变过负荷时，则闭锁调压，而当负荷正常时，则自动恢复调压控制；⑥各主变出现拒升压和拒降压的情况时，发报警信号并闭锁操作；⑦主变分接头每天的调节次数超过每天的限制值时，闭锁分接头调节；⑧主变分接头档位超出上
下限档位限制时，闭锁调节；⑨出现各电容器拒投和拒切的情况，发报警信号并闭锁操作；⑩当电容器故障跳闸时，法报警信号并闭锁投切；当电容器每天的投切次数超过限制值时，闭锁电容器的投切。

3）网络通讯
监控系统可与其直接通信。

本装置通信口为一或两个可选，通信方式为RS485、CAN或以太网中的一种。

1硬件配置
按照可靠性及通信等方面的要求，本装置共配备了五块功能插件：交流插件，主板插件，逻辑插件，电源插件和人机对话板。

2 调节原理
保证电压合格，无功基本平衡，尽量减少调解次数，尤其是减少变压器分接头的调解次数是变电站VQC的基本原则。

为满足上述基本原则，保证电压波动在要求范围之内，并保证无功功率的基本平衡，需要利用电压、无功两个判别量对变电站电压和无功进行综合调节。

调节规则如下图。

图1电压无功调节规则图
2.1 调节策略
根据图1可得如下结论：
区域0：电压合格，无功平衡，不需要任何调整；区域1：在功率因数不会超过上限值的情况下优先投电容器，若投电容器后电压仍未达到要求，应调主变分接头升压；区域2 ：在电压及功率因数不会越上限的前提下，只需投电容器；区域3：电压高，功率因数低，需调主变分接头降压，并根据实际运行决定下一次动作；区域4：功率因数会在切一组电容器时超过下限，需调主变分接头降压；区域5：优先切电容器，前提是保证功率因数不超过下限值，若此时电压仍很高，那么需调主变分接头降压；区域6：在电压和功率因数不会越下限的情况下，只需切电容器；区域7：电压低，功率因数高，需调主变分接头升压，并根据实际运行决定下一次动作；区域8：功率因数会在投一组电容器时超过上限，需调主变分接头升压；区域9：区域3’，若电压会在投电容器时越上限，则需先调主变分接头降压，再检查是否需要投入电容器，如需要，则投，除此之外，要重新考虑；若该区没有电容器可投，那么不需操作主变分接头，保持原样；区域10：区域7’，当电压在切电容器时越下限，需先调主变分接头升压，然后在检
查是否需要切掉电容器，如需要，则切；除此之外，要重新考虑；若该区没有电容器可切，则主变分接头暂时不操作，维持现状。

2.2 运行方式判别
通过判断断路器的状态，装置可判断电网的运行方式，对于2台主变，主要有以下4种运行方式。

1）并列运行方式:两台主变同时运行，两台主变低压侧开关都投入，低压侧母联投入。

2）分列运行方式：两台主变同时运行，两台主变低压侧开关都投入，低压侧母联退出。

3）一变运行方式：一主变运行，二主变停运，一主变低压侧开关投入，二主变低压侧开关退出。

4）二变运行方式：一主变停运，二主变运行，一主变低压侧开关退出，二主变低压侧开关投入。

上述四种运行方式既可人工设定，也可自动判别。

2.3 电容器拒动告警
当装置发出对电容器的控制命令后，若15秒内电容器的开入量无变化，那么重发一次；若再次发送的命令仍无响应，则放弃对该电容器的操作，改为向另一电容器进行操作；并发出相应电容器拒动的告警信号。

2.4 分接头拒动告警
当装置发出对变压器分接头的控制命令后，如15秒内变压器分接头档位无变化，那么重发一次命令；若再次发送的命令仍然没有响应，那么闭锁调压，与此同时发出变压器分接头拒动的告警信号。

3 结论
目前提出的或正在研制的补偿装置为解决电能质量问题创造了条件，但对该问题的认识与研究，在一定意义上讲，才刚刚开始，相信在诸多电力工作者的共同努力下，电能质量优化的目标指日可待！
参考文献
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