5變電站綜合自動化系統(tǒng)的自動控制與調(diào)節(jié)

1、第五章變電站運(yùn)行的自動化控制與調(diào)節(jié)變電站是是電力系系統(tǒng)的一一個重要要組成部部分，電電力系統(tǒng)統(tǒng)中不少少運(yùn)行控控制是在在變電站站內(nèi)完成成的。隨著自動動化程度度的提高高，站內(nèi)內(nèi)自動化化納入綜綜合自動動化監(jiān)控控范圍。變電站內(nèi)內(nèi)自動控控制的主主要內(nèi)容容有：電壓無功功控制負(fù)荷頻率率控制備用電源源自投控控制故障錄波波控制例：1、電壓無無功控制制的基本本原理系統(tǒng)5-1變電站電電壓無功功綜合控控制變電站線路負(fù)載忽略橫分分量負(fù)荷PL、QL變化時，線路電電壓損耗耗UL亦變化，維持UL則調(diào)整U2跳過設(shè)負(fù)載的的自然功功率因數(shù)數(shù)不變或或變化范范圍不大大只有真正正實行按按負(fù)載（視在功功率）大大小進(jìn)行行逆調(diào)壓，才能保保證用戶

2、戶電壓質(zhì)質(zhì)量中樞點電電壓調(diào)節(jié)節(jié)的方式式：逆調(diào)壓負(fù)荷的變變動較大大（即最最大、最最小負(fù)荷荷的差別別較大），在最最大負(fù)荷荷時要提提高中樞樞點的電電壓以抵抵償線路路上因最最大負(fù)荷荷而增加加的電壓壓損失；在最小小負(fù)荷時時，因線線路上電電壓損耗耗減小，可將中中樞點電電壓降低低一些，以防止止負(fù)荷點點電壓過過高。恒調(diào)壓負(fù)荷的變變動較小小，線路路上電壓壓損耗也也較小，只要把把中樞點點電壓保保持在較較線路額額定電壓壓高（25）%的數(shù)值，不必隨隨負(fù)荷變變化來調(diào)調(diào)整中樞樞點電壓壓。順調(diào)壓負(fù)荷變動動甚小，線路電電壓損耗耗小。在最大負(fù)負(fù)荷時，允許中中樞點電電壓低一一些，但但不得低低于額定定電壓的的102.5%；在最小小

3、負(fù)荷時時，允許許中樞點點電壓高高一些，但不得得高于線線路額定定電壓的的107.5%。2、電壓無無功控制制的方式式發(fā)電廠發(fā)電廠內(nèi)內(nèi)的同步步發(fā)電機(jī)機(jī)，可以以發(fā)出感感性無功功功率，也可發(fā)發(fā)出容性性無功功功率，取取決于發(fā)發(fā)電機(jī)勵勵磁狀態(tài)態(tài)。輸電線路路并聯(lián)電抗抗器補(bǔ)償線路路電容，控制空空載或輕輕載線路路上過高高的末端端電壓；線路串聯(lián)電容容器，補(bǔ)償架架空輸電電線路的的感抗，用以控控制電壓壓。變電站可用多種種設(shè)備和和方法調(diào)調(diào)整電壓壓水平電力系統(tǒng)統(tǒng)的電壓壓無功綜綜合控制制方式集中控制制調(diào)度中心心對各個個變電站站的主變變分接頭頭位置和和無功補(bǔ)補(bǔ)償設(shè)備備進(jìn)行統(tǒng)統(tǒng)一的控控制集中優(yōu)化化控制，難度大大分散控制制在變電站

4、站或發(fā)電電廠中，自動調(diào)調(diào)節(jié)，以以控制地地區(qū)的電電壓和無無功功率率在規(guī)定定的范圍圍內(nèi)局部優(yōu)化化，無法法全局優(yōu)優(yōu)化關(guān)聯(lián)分散散控制電力系統(tǒng)統(tǒng)正常運(yùn)行行時，分散散控制，控制范范圍和定定值是從從整個系系統(tǒng)的安安全，穩(wěn)穩(wěn)定和經(jīng)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行行出發(fā)，事先由由電壓、無功優(yōu)優(yōu)化程序序計算好好的；系統(tǒng)負(fù)荷荷變化較大大或緊急情況況或運(yùn)行方式式發(fā)生大大的變動動時，可由由調(diào)度中中心直接接操作控控制，或或由調(diào)度度中心修修改下屬屬變電站站應(yīng)維持持的母線線電壓和和無功功功率的定定值。3、變電站站電壓無無功控制制的一次次設(shè)備有載調(diào)壓壓變壓器器根據(jù)調(diào)整分接接頭位置置改變K達(dá)到改變變電壓系統(tǒng)不缺缺乏無功功時使用用并聯(lián)電容容器并聯(lián)電容容器

5、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靜止無功功補(bǔ)償器器靜止無功功補(bǔ)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(bǔ)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(yùn)運(yùn)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(fù)荷無功功主變低壓母線線5、微機(jī)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(jī)機(jī)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(dān)

6、的。當(dāng)系統(tǒng)受受到巨大大的負(fù)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(yán)重重的功率率缺額，導(dǎo)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(bǔ)功功率缺額額，系統(tǒng)統(tǒng)只有減減少負(fù)荷荷來維持持頻率的的穩(wěn)定。減少負(fù)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(fù)荷荷線路斷斷路器，或由變變電站內(nèi)內(nèi)的低頻頻減負(fù)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(fù)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(shè)設(shè)定4輪或8輪。當(dāng)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

7、負(fù)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(fù)，則則動作成成功；若若頻率還還不能恢恢復(fù)，說說明功率率仍缺額額。切除固定定線路當(dāng)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(fù)荷裝裝置再次次啟動，切除第第2輪的負(fù)荷荷（線路路）。如此反復(fù)復(fù)對頻率率采樣、計算、判斷，直到頻頻率恢復(fù)復(fù)或基本本級的18輪的負(fù)荷荷全部切切完。基本切除除后，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(fù)負(fù)荷。 根據(jù)據(jù)功率切切除線路路當(dāng)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(yù)先先計算好好的功率率定值，切除運(yùn)運(yùn)行負(fù)荷荷線路。低頻減負(fù)負(fù)荷的實

8、實現(xiàn)方法法專用的低低頻低壓壓減載裝裝置把功能分分散在每每回饋電電線路的的保護(hù)裝裝置中第n輪動作的的頻率和和延時定定值設(shè)置置在某回回線路的的保護(hù)裝裝置中，則該回回路便屬屬于第n輪切除的的負(fù)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(jī)組成成由變電站站監(jiān)控系系統(tǒng)實現(xiàn)現(xiàn)功能硬件原理理框圖主機(jī)模塊塊MCS-96系列單片片機(jī)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）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

9、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(jìn)行行比較，提高準(zhǔn)準(zhǔn)確度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功能設(shè)設(shè)置和定定值修改改開關(guān)量量輸出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(shè)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(fù)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

10、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(jìn)線的的斷路器器2QF，即當(dāng)變變電站正正常運(yùn)行行時，由由1L進(jìn)線供電電，當(dāng)1L因故障被被切除時時，即1QF跳開時，使備用用進(jìn)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(dāng)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(jìn)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(fù)負(fù)荷。2、暗備用系統(tǒng)正常常時備用用電源也也投入運(yùn)運(yùn)行如兩個工工作電源源的變電電站運(yùn)行方式式一，高高壓分段段斷路器器3QF斷開

11、當(dāng)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，保保證、段母線上上負(fù)荷的的供電。低壓側(cè)段和段母線上上的負(fù)荷荷分別由由1#T和2#T供電運(yùn)行方式式二，低低壓母聯(lián)聯(lián)斷路器器5QF斷開根據(jù)配電電網(wǎng)結(jié)構(gòu)構(gòu)和線路路容量不不同，分分為有主、備備的備自自投以一種供供電方式式為主供供電方式式，一側(cè)側(cè)電源為為主供電電源，另另一側(cè)電電源為備備用電源源。當(dāng)主主供電源源失電時時，備用用電源自自動投入入；主供供電源得得電后，仍然恢恢復(fù)由主主供電源源供電，備用電電源退出出運(yùn)行。無主、備備的備自自投雙側(cè)電源源互為備備用，在在當(dāng)前供供電電源源失電

12、時時，自動動切換為為另一側(cè)側(cè)電源供供電。備用電源源自投的的動作邏邏輯充電條條件系統(tǒng)穩(wěn)定定在一個個正常的的供電方方式，并并持續(xù)一一定時間間（1015s）,則認(rèn)為充充電成功功，允許許備自投投動作。閉鎖條條件在檢測到到備用電電源無壓壓或有故故障電流流或人工工操作等等 情況況下，不不允許備備自投動動作。 動作作條件在已充電電的情況況下，若若主電源源失電并并確認(rèn)已已無壓而而備用電電源有壓壓，且經(jīng)經(jīng)過一定定的延時時后，則則備自投投動作 動作作過程在滿足動動作條件件后，經(jīng)經(jīng)確認(rèn)原原主電源源斷路器器已斷開開，且斷斷路器分分閘到位位后，方方可合備備用電源源進(jìn)線斷斷路器供電恢恢復(fù)過程程在主、備備的備自自投方式式下，備備自投動動作之后后，當(dāng)主主供電電電源又得得電，則則應(yīng)斷開開備用電電源進(jìn)線線斷路器器，閉合合主供電電源斷路路器，恢恢復(fù)主供供電方式式。概念：當(dāng)電力系系統(tǒng)發(fā)生生故障或或震蕩時時能自動動記錄電電力系統(tǒng)統(tǒng)中有關(guān)關(guān)電氣參參數(shù)變化化過程以以便分析析和研究究的一種種裝置。分類：機(jī)電式、光電式式、固態(tài)態(tài)數(shù)據(jù)存存儲器5-4故障錄波波裝置常用的錄錄波裝置置作用：1、找出事事故原因因，制定定反事故故措施2、為查找找故障點點提供依依據(jù)3、積累運(yùn)運(yùn)行經(jīng)驗驗，提高高運(yùn)行水水平結(jié)構(gòu)：數(shù)據(jù)采集集單元和和分析管管理單元元數(shù)據(jù)采集集單元功功能：主要實現(xiàn)現(xiàn)對電網(wǎng)網(wǎng)基本參參數(shù)的不不斷采集集，正常