變電站綜合自動化系統(tǒng)的自動控制與調(diào)節(jié)

第五章變電站運行的自動化控制與調(diào)節(jié)變電站是電力系統(tǒng)的一個重要組成部分，電力系統(tǒng)中不少運行控制是在變電站內(nèi)完成的。隨著自動化程度的提高，站內(nèi)自動化納入綜合自動化監(jiān)控范圍。變電站內(nèi)自動控制的主要內(nèi)容有：電壓無功控制負荷頻率控制

備用電源自投控制

故障錄波控制例：1、電壓無功控制的基本原理系統(tǒng)§5-1變電站電壓無功綜合控制變電站線路負載忽略橫分量負荷PL

、QL變化時，線路電壓損耗△UL

亦變化，維持UL則調(diào)整U2跳過設負載的自然功率因數(shù)不變或變化范圍不大∴只有真正實行按負載（視在功率）大小進行逆調(diào)壓，才能保證用戶電壓質(zhì)量中樞點電壓調(diào)節(jié)的方式：※

逆調(diào)壓

負荷的變動較大（即最大、最小負荷的差別較大），在最大負荷時要提高中樞點的電壓以抵償線路上因最大負荷而增加的電壓損失；在最小負荷時，因線路上電壓損耗減小，可將中樞點電壓降低一些，以防止負荷點電壓過高。※

恒調(diào)壓

負荷的變動較小，線路上電壓損耗也較小，只要把中樞點電壓保持在較線路額定電壓高（2—5）%的數(shù)值，不必隨負荷變化來調(diào)整中樞點電壓?！?/p>

順調(diào)壓

負荷變動甚小，線路電壓損耗小。在最大負荷時，允許中樞點電壓低一些，但不得低于額定電壓的102.5%；在最小負荷時，允許中樞點電壓高一些，但不得高于線路額定電壓的107.5%。2、電壓無功控制的方式發(fā)電廠發(fā)電廠內(nèi)的同步發(fā)電機，可以發(fā)出感性無功功率，也可發(fā)出容性無功功率，取決于發(fā)電機勵磁狀態(tài)。輸電線路并聯(lián)電抗器補償線路電容，控制空載或輕載線路上過高的末端電壓；線路串聯(lián)電容器，補償架空輸電線路的感抗，用以控制電壓。變電站可用多種設備和方法調(diào)整電壓水平電力系統(tǒng)的電壓無功綜合控制方式①集中控制

調(diào)度中心對各個變電站的主變分接頭位置和無功補償設備進行統(tǒng)一的控制集中優(yōu)化控制，難度大②分散控制

在變電站或發(fā)電廠中，自動調(diào)節(jié)，以控制地區(qū)的電壓和無功功率在規(guī)定的范圍內(nèi)局部優(yōu)化，無法全局優(yōu)化③關(guān)聯(lián)分散控制

電力系統(tǒng)正常運行時，分散控制，控制范圍和定值是從整個系統(tǒng)的安全，穩(wěn)定和經(jīng)濟運行出發(fā)，事先由電壓、無功優(yōu)化程序計算好的；

系統(tǒng)負荷變化較大或緊急情況或運行方式發(fā)生大的變動時，可由調(diào)度中心直接操作控制，或由調(diào)度中心修改下屬變電站應維持的母線電壓和無功功率的定值。3、變電站電壓無功控制的一次設備⑴有載調(diào)壓變壓器根據(jù)調(diào)整分接頭位置改變K達到改變電壓系統(tǒng)不缺乏無功時使用⑵并聯(lián)電容容器并聯(lián)電容容器可以以發(fā)出感感性無功功功率，，改善局局部地區(qū)區(qū)無功的的缺額，，以減少少線路的的無功傳傳輸，有有利于節(jié)節(jié)點電壓壓的提高高和穩(wěn)定定。與變壓器器連接與線路連連接⑶靜止無功功補償器器靜止無功功補償器器主要由由電容器器、電抗抗器和控控制部分分組成。。TCR和TSC組成的靜靜止無功功補償器器4、電壓無無功綜合合控制策策略九區(qū)圖法法變電站運運行狀態(tài)態(tài)分成9個區(qū)域0區(qū)域為電電壓和無無功合格格區(qū)域負荷無功功主變低壓母線線5、微機電壓壓無功綜綜合控制制系統(tǒng)的的原理圖圖§5-2電力系統(tǒng)統(tǒng)低頻低低壓減載載控制在正常狀態(tài)態(tài)下，電力力系統(tǒng)通通過儲備備容量和和調(diào)節(jié)機機組有功功出力來來實現(xiàn)頻頻率調(diào)整整，這種種調(diào)頻都都是由發(fā)發(fā)電廠承承擔的。。當系統(tǒng)受受到巨大大的負荷荷沖擊或或系統(tǒng)出出現(xiàn)故障時，系統(tǒng)統(tǒng)有可能能產(chǎn)生極極為嚴重重的功率率缺額，，導致系系統(tǒng)頻率率的大幅幅下降。。在這種種情況下下，若系系統(tǒng)儲備備不足以以彌補功功率缺額額，系統(tǒng)統(tǒng)只有減減少負荷荷來維持持頻率的的穩(wěn)定。。減少負荷荷的頻率率控制，由調(diào)度度員發(fā)出出命令，，斷開變變電站內(nèi)內(nèi)的負荷荷線路斷斷路器，，或由變變電站內(nèi)內(nèi)的低頻頻減負荷荷裝置自自動來完完成。低頻低壓壓減載的的控制方方式變電站饋饋電母線線上有多多條負荷荷線路按重要程程度分：：基本級（（一般））和特殊殊級（重重要）低頻低壓壓減載裝裝置基本本級可設設定4輪或8輪。當P缺額→f下降，到到第1輪的啟動動值，且且延時時時限已到到，低頻頻減負荷荷裝置動動作出口口，切除除第1輪的線路路。此時時頻率恢恢復，則則動作成成功；若若頻率還還不能恢恢復，說說明功率率仍缺額額。①切除固定定線路當頻率低低于第2輪的整定定值，且且第2輪的動作作延時已已到，則則低頻減減負荷裝裝置再次次啟動，，切除第第2輪的負荷荷（線路路）。如此反復復對頻率率采樣、、計算、、判斷，，直到頻頻率恢復復或基本本級的1~8輪的負荷荷全部切切完?；厩谐?，頻頻率仍停停留在較較低水平平，則經(jīng)經(jīng)過一定定的時間間延時后后，啟動動切除特特殊輪負負荷。②根據(jù)據(jù)功率切切除線路路當有故障障發(fā)生時時，根據(jù)據(jù)穩(wěn)定控控制器的的策略表表中預先先計算好好的功率率定值，，切除運運行負荷荷線路。。低頻減負負荷的實實現(xiàn)方法法①專用的低低頻低壓壓減載裝裝置②把功能分分散在每每回饋電電線路的的保護裝裝置中第n輪動作的的頻率和和延時定定值設置置在某回回線路的的保護裝裝置中，，則該回回路便屬屬于第n輪切除的的負荷。。變電站內(nèi)內(nèi)的低頻頻低壓減減載裝置置傳統(tǒng)的裝裝置——主要由頻頻率繼電電器組成成現(xiàn)代的裝裝置——微機組成成③由變電站站監(jiān)控系系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)功能硬件原理理框圖①主機模塊塊MCS-96系列單片片機80C196高速輸入入/輸出HSI/HSO8通道的10位A/D轉(zhuǎn)換器異步、同同步串行行口存儲器（（RAM、EPROM、EEPROM）②頻率的檢檢測TV———電壓變換換器（±5V范圍）同同頻率的的電壓信信號——低通濾波波和整形形——矩形波——HSI-0作為測頻頻的啟動動信號啟動計數(shù)數(shù)結(jié)束計數(shù)數(shù)半周期→→頻率HSI-1檢測進行行比較，，提高準準確度③閉鎖信號號的輸入入df/dt閉鎖，低低電壓和和低電流流閉鎖④功能設設置和定定值修改改⑤開關(guān)量量輸出⑥串行通通信備用電源源自投裝裝置是電電力系統(tǒng)統(tǒng)故障或或其他原原因使工工作電源源被斷開開后，能能迅速將將備用電電源或備備用設備備或其他他正常工工作的電電源自動動投入工工作，使使原來工工作電源源被斷開開的用戶戶能迅速速恢復供供電的一一種自動動控制裝裝置。作用：保證配電電系統(tǒng)連連續(xù)可靠靠供電配置：明備用、、暗備用用§5-3變電站備備用電源源自投控控制1、明備用——系統(tǒng)正常常時，備備用電源源不工作作如一個工工作電源源和一個個備用電電源的變變電站1L—工作電源源，1QF合閘2L—備用電源源，2QF斷開備用電源源自投裝裝置控制制的是備備用電源源進線的的斷路器器2QF，即當變變電站正正常運行行時，由由1L進線供電電，當1L因故障被被切除時時，即1QF跳開時，，使備用用進線斷斷路器2QF自動合閘閘，保證證變電站站的繼續(xù)續(xù)供電。。備用電源源自投裝裝置控制制的是高高壓母線線分段斷斷路器3QF。即當一一個工作作電源發(fā)發(fā)生故障障被切除除后，如如2L進線故障障，2QF跳開后，，3QF自動合閘閘，由另另一個工工作電源源1L供給變電電站的負負荷。2、暗備用——系統(tǒng)正常常時備用用電源也也投入運運行如兩個工工作電源源的變電電站運行方式式一，高高壓分段段斷路器器3QF斷開當兩臺主主變壓器器中有一一臺發(fā)生生故障而而跳閘時時，備用用電源自自投裝置置則發(fā)出出控制指指令，使使低壓母母聯(lián)斷路路器5QF合上，保證證Ⅰ、Ⅱ段母線上負負荷的供電電。低壓側(cè)Ⅰ段和Ⅱ段母線上的的負荷分別別由1#T和2#T供電運行方式二二，低壓母母聯(lián)斷路器器5QF斷開根據(jù)配電網(wǎng)網(wǎng)結(jié)構(gòu)和線線路容量不不同，分為為有主、備的的備自投以一種供電電方式為主主供電方式式，一側(cè)電電源為主供供電源，另另一側(cè)電源源為備用電電源。當主主供電源失失電時，備備用電源自自動投入；；主供電源源得電后，，仍然恢復復由主供電電源供電，，備用電源源退出運行行。無主、備的的備自投雙側(cè)電源互互為備用，，在當前供供電電源失失電時，自自動切換為為另一側(cè)電電源供電。。備用電源自自投的動作作邏輯①充電條件件系統(tǒng)穩(wěn)定在在一個正常常的供電方方式，并持持續(xù)一定時時間（10～15s）,則認為充電電成功，允允許備自投投動作。②閉鎖條件件在檢測到備備用電源無無壓或有故故障電流或或人工操作作等情況況下，不允允許備自投投動作。③動作條條件在已充電的的情況下，，若主電源源失電并確確認已無壓壓而備用電電源有壓，，且經(jīng)過一一定的延時時后，則備備自投動作作④動作過過程在滿足動作作條件后，，經(jīng)確認原原主電源斷斷路器已斷斷開，且斷斷路器分閘閘到位后，，方可合備備用電源進進線斷路器器⑤供電恢復復過程在主、備的的備自投方方式下，備備自投動作作之后，當當主供電電電源又得電電，則應斷斷開備用電電源進線斷斷路器，閉閉合主供電電源斷路器器，恢復主主供電方式式。概念：當電力系統(tǒng)統(tǒng)發(fā)生故障障或震蕩時時能自動記記錄電力系系統(tǒng)中有關(guān)關(guān)電氣參數(shù)數(shù)變化過程程以便分析析和研究的的一種裝置置。分類：機電式、光光電式、固固態(tài)數(shù)據(jù)存存儲器§5-4故障錄波裝裝置常用的錄波波裝置作用：1、找出事故故原因，制制定反事故故措施2、為查找故故障點提供供依據(jù)3、積累運行行經(jīng)驗，提提高運行水水平結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)采集單單元和分析析管理單元元數(shù)據(jù)采集單單元功能：：主要實現(xiàn)對對電網(wǎng)基本本參數(shù)的不不斷采集，，正常運行時接收收并執(zhí)行分分析管理層層