錢 國，施 勇

（國網上海市電力公司 崇明供電公司，上海 202150）

1 電壓合格率過低的起因

隨著上海市電力公司“大檢修”體系的建設，通過對配電網實施技術改造、標準化建設、精細化運維、運營效能監(jiān)控和網格化搶修管控等一系列舉措，全面提升了配電網精益化管理水平，而崇明供電公司正在緊緊圍繞建設崇明現代化生態(tài)島藍圖，抓緊落實配電網精益化管理的各項措施、排查隱患和提高電能質量。

35kV前衛(wèi)變電站是個生態(tài)變電站。在上海市電力公司的部署下，2011年底崇明電網投入東方電子DF8003智能電網調度支持系統(tǒng)，使變電站信息自動化水平躍上一個新臺階。從對數據采集與監(jiān)視控制（SCADA）上升到對能源管理系統(tǒng)（EMS）的管理；從對數據采集與對一次開關的人為控制，上升到對現場數據的自動管理。電壓自動控制（AVC）作為系統(tǒng)對現場數據在線管理的手段之一，也作為EMS的一部分，同時投入了運行。

在變電站投運之初，由于系統(tǒng)軟件設置與實際運行工況沒有完全重合，為了確保電壓合格率，每天仍然要進行人工調節(jié)，主要表現在5個方面：一是上、下限的設置不合理，雖然自動化人員積極輔助調控人員對電網電壓實時監(jiān)視，及時加以人工調節(jié)，但是運行報表中的電壓合格率還是較低；二是一次電氣設備發(fā)生故障較多，如2011年11月3日，2號主變發(fā)生有載拒動，1號電容器甲組機構發(fā)生故障等問題；三是由于電纜出線，造成有功輕，導致容性占比高，cosφ變化無常，造成電容器投切次數過多等現象；四是個別站用電負荷由于晚上用電負荷輕，主變已調至最小檔位，導致母線電壓越上限時無可調設備；五是個別站主變容量有限，在負荷突變時瞬間越上下限的狀況很嚴重。

2 尋找電壓合格率過低的主因

經過尋找問題的主要原因和排查設備隱患，在調控中心運方人員的支持下，通過改變電網運行方式，解決了一些現場運行問題或將問題的影響程度減至最輕，但是前衛(wèi)站10kV二段電壓合格率時常過低問題，仍沒有得到很好解決。經過核對實時采集數據與現場數據，表明數據采集和傳輸都正常。

在打開前衛(wèi)變電站一次接線畫面，查看2012年11月24日電壓實時運行狀況時，發(fā)現電壓曲線存在不合格時段，參見圖1至圖3。

圖3 10kV二段Ⅱ母線有功曲線

圖1為目前35kV前衛(wèi)站10kV二段母線運行接線圖；圖2為2012年11月24日前衛(wèi)站10 kV二段Ⅱ母線電壓曲線，操作上限為10.7kV，下限為10.0kV；圖3為2012年11月24日2號主變10kV二段Ⅱ母線有功曲線。由3張圖可以看出，2012年11月24日二段母線電壓在8：00～10：00時段，有近一半時間電壓不合格。10：00以后，母線電壓在合格范圍內運行，而且主變負荷曲線與實際負荷變化相吻合，但2號主變有載沒有動作，II母電容器也沒有投切，這種狀況幾何每周都要發(fā)生。

為此，分析了當天AVC及全網的運行狀況，發(fā)現AVC采用的是集中控制方式，當天AVC運行正常，但其他變電站沒有類似狀況發(fā)生；查看現場信息參數表，與其他變電站的設置一致；當日現場主變沒有發(fā)出一次、二次的保護故障信息；AVC沒有對2號主變進行過有載調節(jié)與電容器投切，說明電壓不合格沒有為系統(tǒng)調節(jié)創(chuàng)造條件。

分析認為，只要主變不發(fā)生故障信號，遙測數據一越下限，AVC就應通過SCADA系統(tǒng)對主變有載調節(jié)器進行調節(jié)，或對電容器進行分組投切，可當時為何都沒有相關操作呢？進一步對動作要求分析：

1）分段母線電壓低于動作閥值 AVC動作的閥值電壓為10.05kV，軟件動作設定5min為1個時間周期，只要5min內3點全不合格，AVC動作，這是動作的必要與充分條件。

2）主變相關設備運行正常 主變二側開關，主變保護信號，有載回路無異常信號發(fā)生，確保了保證動作的充分條件。

3）通道運行正常 當日通道路無異常信號出現，是保證動作的充分條件。

從10kV二段Ⅱ母線電壓曲線來看，在當日的8：00～10：00時段，調整電壓不越下限的主因以及傳輸通道、主變保護正常的次因操作條件是完全具備的。

3 分析電壓合格率過低的原因

仔細核對2臺主變的運行數據，發(fā)現2號主變與1號主變不同的是，遙測數據中2號主變有功為4.9kW，且長時間不變。這是因為前衛(wèi)站的主要負荷提供給生態(tài)示范區(qū)，工業(yè)用電時常在22：00開始。白天工業(yè)負荷幾何為零，只有景區(qū)內的餐飲服務業(yè)客戶用電，所以負荷低也較為穩(wěn)定。晚上與白天負荷之比，接近數倍。進一步查證，發(fā)現采集數據與現場數據一致，但兩臺主變負荷不平衡，即2號主變負荷為490kW，長時間不變；1號主變負荷在1 500kW以上，且負荷不斷在刷新。

為此提出能不能割接一部分負荷到2號主變的方案，由于電網結構特殊，涉及電網運行方式，割接負荷困難，運方不能采用這個建議。

數據長時間不變，在SCADA系統(tǒng)認為是死數，死數相關的設備定義為非正常狀態(tài)，AVC是閉環(huán)運行的，為了保證AVC可靠運行，對環(huán)境要求非常苛刻，只要有1個因素不具備，系統(tǒng)就會自動閉鎖有關操作。通過多次研究發(fā)現，AVC的大量數據來自SCADA，SCADA上一旦產生“死數”，就會發(fā)出數據“非法”提示。AVC模塊與SCADA模塊本身就是EMS的一部分，其關系圖如圖4所示。

從圖4可以看出，在EMS系統(tǒng)中，AVC是建于SCADA系統(tǒng)之上的1個模塊。數據主要依賴SCADA中Svr數據庫。當AVC所用數據在SCADA數據確定為異常時，AVC就將該數據的相關設備操作封鎖。也就是說，當確認某廠站所有、或部分遙測為“死數”時，可作為判斷站內交換系統(tǒng)、站內工作模塊、上行通道等工作狀態(tài)的輔助依據。

“死數”定義為：數據在某段設定時間不變化，經系統(tǒng)自動識別后，發(fā)出告警信息，提示有關人員。當AVC收到“死數”提示后，封鎖自動控制系統(tǒng)的對應操作，這是確保設備正常工作的一個手段。對AVC來說，除了對10kV母線電壓反應敏感外，對現場故障信號也很敏感，可起到防誤動的作用。

在實際運用中，AVC只關心電壓是否合格，對主變和母線負荷大小，不作為關心的選項。只要不是模塊及以上所述參數的異常，AVC可以照動不誤。對主變模塊AVC選擇了I、P、Q作為參考信息，所有信息是邏輯“或”條件，一有異常，告警就會發(fā)出，并封鎖相關操作。

4 解決電壓合格率過低的方法

從發(fā)現電壓合格率過低現象，尋找主要原因和排除隱患，到深入分析癥結所在，得出只要重新命名相關參數的死數定值時間，改變P、Q二項參數，對系統(tǒng)的診斷是沒有影響的。因為I、cosφ依然可以作為判別條件。經過反復論證，并與廠方進行溝通，并報調控中心批準，在SCADA參數表中，把P、Q的“死數”診斷時間，由600改為0。修改后，電壓合格率大為改觀。

對于修改“死數”診斷時間后的1個月中，偶爾出現電壓合格率低的現象，是因為在電壓合格率低的時段之前，無功功率占比大，母線電壓有尖峰出現，導致AVC對電容器進行操作，形成母線電壓突變，10min后有載反方向操作，電壓趨于正常。這種現象大多發(fā)生在4：00以前。為此，將無功監(jiān)測分成0：00～4.00和4.00～24.00兩個時段，并賦于不同的無功功率限值。

5 結語

經過對“死數”與時段的重新設定，現在前衛(wèi)站10kV電壓合格率，由原先低于99.00%，到目前幾何天天100%。當然，對2號主變的運行狀況還要多一分關注，以防發(fā)生其他意外。建議相關部門結合現場運行狀況，合理分配主變負荷；新系統(tǒng)投運要加強系統(tǒng)應用培訓和技術指導；軟件供貨商要跟蹤新系統(tǒng)運行狀況，多提供些特殊調節(jié)手段；自動化人員要熟悉新系統(tǒng)、掌握新系統(tǒng)和用好新系統(tǒng)。

電壓合格率低的問題解決，得益于崇明供電公司領導及調控中心的大力支持，在此表示感謝；同時也感謝東方電子廠家的大力協助；感謝單位同事的幫助和指導。