曹林　郭勇

摘要：由于絕大部分10kV配電變壓器不能在線調(diào)壓，為固定變比模式運行，因此當變電站10kV母線電壓出現(xiàn)偏差時，將直接影響關系用戶電壓質(zhì)量，如何提高變電站的10kV母線電壓合格率十分必要。文章通過對實際工作當中控制變電站母線電壓過程中存在的問題進行研究，提出了提高變電站10kV母線電壓的可行措施。

關鍵詞：變電站；10kV母線電壓；AVC；合格率；配電變壓器 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM712 文章編號：1009-2374（2017）02-0033-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.015

近年來，隨著用戶對電力需求的增長，對電能質(zhì)量的要求也越來越高。尤其是隨著負荷的增長，家用電器負荷的增大，電網(wǎng)電壓也隨著負荷起伏變化差異越來越大，高峰時段電壓下降，低谷時期電壓升高，應對此種狀況電力部門需要不斷對電網(wǎng)電壓進行相應調(diào)節(jié)。而目前變電站內(nèi)高壓等級主變壓器在線有載調(diào)壓功能均基本均已具備，電網(wǎng)運行人員可根據(jù)電壓的變化情況實時調(diào)節(jié)主變檔位，達到改善電壓質(zhì)量的目的。隨著變電站自動化技術(shù)飛速發(fā)展，很多變電站還投入運用了AVC電壓無功自動調(diào)節(jié)裝置，更一步地為提高變電站母線電壓質(zhì)量提供了手段。但在實際運用當中，無論是人工監(jiān)盤或者AVC自動調(diào)節(jié)方都還存在許多的問題。本文通過對這些問題進行逐一分析，提出可行的措施以促進變電站母線的電壓合格率提升。

1 AVC自動調(diào)節(jié)方式存在的問題

我公司于2013年即投入了AVC自動調(diào)節(jié)裝置，主要是針對電壓及無功兩個因素來進行判別和控制，控制方法通常采用改變主變分接頭檔位和投切電容器組來改變系統(tǒng)的電壓和無功。分接頭調(diào)節(jié)和電容器投切對電壓和無功的影響如圖1所示：

根據(jù)電壓和無功的越限情況，將有載調(diào)壓的控制策略劃分為9個區(qū)域，在不同區(qū)域內(nèi)采取相應的控制策略。具體的區(qū)域劃分及調(diào)節(jié)方法如圖2所示：

以圖2中，0區(qū)為無動作穩(wěn)定區(qū)，除此外其他8區(qū)為靈敏區(qū)間：分為電壓靈敏區(qū)間和無功靈敏區(qū)間，加入這個區(qū)間的目的是防止裝置頻繁地發(fā)出操作命令，同時保證系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。以上看似十分合理但在實際運行中存在很多問題。

1.1 電壓采集誤差影響調(diào)節(jié)效果

一是AVC裝置采集的電壓值一般不在調(diào)度主站端顯示，到出現(xiàn)采集誤差后，往往不易發(fā)現(xiàn)，尤其是當變電站電壓互感器及保護設備發(fā)生變更時，此差異擴大，造成實際電壓已發(fā)生越限，但AVC依舊沒有發(fā)生動作；二是AVC裝置往往只采集10kV母線電壓中某兩相線電壓作為判斷依據(jù)，對其他兩相線電壓不進行判斷，往往出現(xiàn)調(diào)度端某兩相線電壓已越線，但AVC裝置依舊不啟動的情況發(fā)生。

1.2 裝置故障時電壓質(zhì)量失去監(jiān)控

當裝置運行后，由于具備自動調(diào)節(jié)電壓功能，當值運行人員完全依賴該自動調(diào)節(jié)裝置，當裝置發(fā)生故障或者偶死機時，值班人員往往會忽略對電壓異常的處理而習慣于電壓自動調(diào)節(jié)來處理，從而導致電壓質(zhì)量失去監(jiān)控。

1.3 發(fā)生頻繁投切電容問題

按照裝置設計邏輯，當投入電容后如果電壓過高就會自動降檔，而不會發(fā)生退電容的情況。由于此時降檔失敗造成電壓過高，過壓保護動作切除電容，而按照該裝置邏輯只要電壓不超過[電壓上限-偏移值（約為0.1～0.2kV）]，當系統(tǒng)無功大于電容容量超過50kVAR時，就投電容，因此當系統(tǒng)電壓因退出電容下降過15分鐘左右后，滿足投自動投電容要求就投入電容。而投電容會造成系統(tǒng)電壓發(fā)生變化（升高），越過上限后造成過壓保護動作。原本該裝置會采集保護動作信息從而閉鎖電容投入，此時顯然沒有采集到過壓保護動作的信息，從而發(fā)生頻繁投切的情況。

1.4 易發(fā)生頻繁自動調(diào)檔問題

當AVC系統(tǒng)對電壓控制的上下限區(qū)間過小，由于AVC系統(tǒng)不具備對電壓趨勢的判別能力，只能機械地執(zhí)行邏輯設計命令，則極易發(fā)生頻繁調(diào)節(jié)主變檔位。在負荷較重情況下，往往對主變有載調(diào)壓開關造成損傷。

總結(jié)此種方式縣級調(diào)度作為工作站，變電站只提供一路104規(guī)約傳輸給地調(diào)，滿足了EMS能量管理系統(tǒng)的需要，但對無人值守變電站的監(jiān)控依舊薄弱。

2 人工監(jiān)盤控制電壓的優(yōu)缺點

2.1 人工監(jiān)盤控制電壓的優(yōu)點

人工監(jiān)盤時可根據(jù)電壓變化趨勢更加靈活地掌握電壓調(diào)節(jié)的時機，減少不必要的頻繁調(diào)檔。當發(fā)生電壓采集故障等問題時能及時發(fā)現(xiàn)并進行維護，因此也可取得較好的效果。

2.2 人工監(jiān)盤控制電壓的缺點

在傳統(tǒng)的人工監(jiān)盤方式下，因值班員責任心原因，特別是在夜間值班時監(jiān)盤效率下降，往往出現(xiàn)人工反應滯后，甚至發(fā)生越限后未及時發(fā)現(xiàn)導致電壓質(zhì)量下降。

3 控制變電站母線電壓的改進措施

3.1 提高電壓遙測采集的正確率

（1）針對AVC采集值和調(diào)度端采集值差異問題，采取的辦法為定期對兩個值和實際值進行比對，通過系數(shù)調(diào)整減少差異；（2）針對相電壓之間的差異問題，在排除線路負荷和對地電阻的平衡性問題后，則重點要解決采集設備差異的影響，將各相之間的誤差降低到合理范圍之內(nèi)即可；（3）同一變電站不分段運行的兩段10kV母線電壓遙測數(shù)據(jù)不一致，有的甚至偏差很大。由于涉及站內(nèi)綜合自動化設備問題原因一直未找到，導致調(diào)度員在監(jiān)測母線電壓時不知道以哪個電壓為準。針對這個問題，首先確定采集源為同一個電壓互感器，并對該電壓互感器的二次采集數(shù)據(jù)進行測量正常；其次通過調(diào)度數(shù)據(jù)庫點號確認兩段母線的電壓數(shù)據(jù)為不同的遙測量；最后再認真分析變電站二次圖紙，發(fā)現(xiàn)兩段母線電壓采集數(shù)據(jù)分別來自兩套采集裝置，當10kV母線分段運行時則分別采集對應電壓互感器數(shù)據(jù)，兩段二次電壓母線分開運行的，當10kV并列運行即一臺電壓互感器運行時，兩段二次電壓母線并列，兩套采集電壓裝置則采集同一個二次電壓。由于兩套裝置均按照分段運行模式下的電壓互感器傳來的電壓數(shù)據(jù)進行系數(shù)調(diào)整的，而兩臺電壓互感器特性有差別，所以系數(shù)不一樣。所以當并列運行時雖然采集的為同一電壓，但輸出和傳送至調(diào)度的數(shù)據(jù)不一樣。針對這個原因，對該套測控裝置設置了兩套系數(shù)，一套用于并列運行，另一套用于分段運行，解決了這個問題。圖3為微機PT測控裝置原理圖：

3.2 采取人工監(jiān)盤與AVC并用的方式

針對人工監(jiān)盤存在夜間效率下降，而完全采用AVC自動控制時又形成依賴的問題，采取人工監(jiān)盤和AVC并用的方式。方式如下：白天人工監(jiān)盤，夜間啟動AVC。此方法的應用可通過設置AVC分時段進行調(diào)節(jié)功能，設置為晚22∶00至8∶00，為自動調(diào)節(jié)，其他時段不動作。人工監(jiān)盤時需要設置好上下限報警信息，發(fā)生報警立即進行手動調(diào)節(jié)主變檔位。應用此措施即可達到提升電壓合格率，又可最大程度減少AVC自動控制裝置的不利影響。

3.3 增加AVC裝置狀態(tài)遠方監(jiān)視和控制

在調(diào)度自動化主畫面增加AVC遠程運行狀態(tài)顯示及軟壓板投退壓板。如圖4所示：

上半部分的告警信號，灰色表示正常，黑色表示異常，如果某一個信號顯示為黑色，值班人員需要進行關注。下半部分表示軟、硬壓板的投入狀態(tài)，黑色表示投入，灰色表示退出除此之外，在畫面右側(cè)有動作次數(shù)的統(tǒng)計和遙控操作對話框。

畫面左下方有裝置的壓板工作狀態(tài)，其中硬壓板分別對應現(xiàn)場安裝的操作把手，如果顯示黑色，表示對應的設備投入，如上圖，“設備硬壓板投入”為黑色，表示電壓無功裝置的“總投運”把手處于“投入”狀態(tài)，“1#電容器硬壓板投入”為灰色，表示1#電容器的把手處于“退出”狀態(tài)，電壓無功裝置不能控制此電容器。

“設備軟壓板投入”的設置是為了方便調(diào)度端能夠遠程對電壓無功裝置進行投入或者退出，當“軟壓板投入”為黑色時，表示裝置可以工作，當為灰色時，表示裝置退出，值班人員可以通過圖中右側(cè)的遙控對話框進行遙控操作。

3.4 變更AVC控制方式和區(qū)間

廠家往往盡可能地將設備功能擴大化，將AVC設成為電壓無功全自動調(diào)節(jié)，既要調(diào)節(jié)電壓，又要追求無功效果，最終導致判斷邏輯復雜，相互沖突，設備故障頻發(fā)。在實際運用中重點對電壓質(zhì)量進行調(diào)節(jié)，關閉無功調(diào)節(jié)，并將調(diào)節(jié)邏輯進行簡化，如圖5所示：

以上圖中，0區(qū)為無動作穩(wěn)定區(qū)，除此以外，其他2區(qū)為靈敏區(qū)間：均為電壓靈敏區(qū)間，當超過電壓上限30s，則立即執(zhí)行降檔，不考慮電容因數(shù)。當達到電壓下限后超過30s，則立即執(zhí)行升檔，不考慮電容因數(shù)，從而確保電壓質(zhì)量合格。

4 結(jié)語

本文首先分析了利用AVC電壓無功自動控制裝置及人工監(jiān)盤對提升電壓質(zhì)量的優(yōu)缺點，認為無論是單純利用AVC控制電壓還是只靠人工監(jiān)盤都不一定能達到好的效果。通過對實際存在的問題提出了相應的解決辦法，并對一些技術(shù)難點問題提出自己的解決措施，在實際運用中取得了較好的效果，對今后如何提高變電站母線電壓質(zhì)量給出了一定的借鑒。

參考文獻

[1] 譚文恕.變電站自動化系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)和傳輸規(guī)約[J].電網(wǎng)技術(shù)，1998，22（9）.

[2] 黃益莊.變電站綜合自動化技術(shù)[M].北京：中國電力出版社，2000.

[3] 孫軍平，盛萬興，王孫安，等.遠動信息網(wǎng)絡傳輸方法[J].電網(wǎng)技術(shù)，2002，26（10）.

作者簡介：曹林（1980-），男，江西都昌人，國網(wǎng)江西省電力公司德安縣供電分公司助理工程師（技師），研究方向：電力配電；郭勇（1976-），男，江西德安人，國網(wǎng)江西省電力公司德安縣供電分公司工程師，研究方向：調(diào)度自動化。

（責任編輯：黃銀芳）