东平电网变电站无功优化技改方案

[摘要] 介绍了变电站电压调节与无功补偿自动控制，提出优化方案，从变电站电压调节和无功管理现况、电压无功补偿装置的控制原理及实际应用等方面进行了分析。

关键词 变电站 电压调 无功管理 自动控制

一、 变电站无功优化现状和存在的问题

为了提高电网经济运行水平，我公司从二期农网改造起陆续对电容无功补偿进行改造，由原来整组投切改造为自动分组投切装置，目前已实现了12个变电站的无功自动补偿，大大提高了电容的利用率，但在使用过程中出现了一些问题，变电站电压调节和无功管理是两个相对独立的控制系统，电压调节由有载调压自动控制器控制，无功由电容自动补偿装置控制，两套装置都在自动状态，在出现电压和力率变化时，两套装置会按各自设定的标准动作，因有载调压设定时间较短，无功补偿装置投入时间间隔长而切除时间很短，造成在调节过程中造成调压装置和自动投切装置频繁动作，出现了电压高力率低，电容无法投切现象，甚至出现相互制约，达不到经济运行的要求。

二、变电站自动无功补偿升级改造目标

整改范围：35KV变电站。

无功补偿和调压是根据各变电站实际运行状况而决定的，原则上要尽量通过投电容提高电压，通过调节有栽调压装置降低电压，以降低损耗提高电压质量，所以无功补偿和调压要统一控制、有机结合，目前电容自动补偿装置都具有调压功能，建议采用电容自动补偿装置对调压和无功补偿进行统一控制，将主变侧电流信号和母线电压信号作为调压和无功补偿的输入信号，计算力率、无功需求，通过装置的程序运算逻辑判断确定电压调整和电容器组的投切，一方面使电压和无功得到合理调节，实现就地无功平衡和电压稳定，另一方面减少了调压装置和电容补偿装置的动作次数。

三、可行性分析

根据对目前12个变电站无功自动补偿装置原理功能了解，迪生电子、金人电器、鲁科电子的装置都具备自动调压功能，具体实施也不复杂，在装置中有调压控制器，通过装置中升压和降压接点和调压档位接入有载跳压控制器，通过装置的程序运算逻辑判断确定电压调整，接点开闭实现电压控制，现在旧县变电站正在改造，可对旧县变无功优化进行技改试验，效果明显可向其他变电站推广。

1、 电压无功自动控制技术在我公司的实际应用

无功自动控制在我公司应用分为两个阶段：

(1)第一期农网开始我公司变压器逐步由无载更换为有载调压变压器，并配合使用自动调压装置，初步实现了10kV电压的自动调节。虽然这样的配置只能监视母线电压并对其进行调节，但不能自动控制电容的自动投切，无法完成电压无功的自动控制，但由于装置简单可靠，而且当时变电站并未实现无人值班，故可以人为地干涉无功分配，因此得到了广泛的应用。

(2)第二期农网开始，由于我公司对部分变电站进行了无人值班改造，使这部分娈电站实现了无人职守。同时随着经济的飞速发展，工农业用电量大幅提高，供电负荷日趋复杂。简单的电压控制，不仅加大了调度人员的工作强度，而且难以满足用户对电能质量的需求。为了解决这些问题，我局引进了迪生电子、金人电器等公司的电压无功控制装置。实现了无功的自动控制，目前已实现了12个变电站的无功自动补偿，大大提高了电容的利用率，取得了较好的效果。

2、 运行分析

实际运行情况存在问题的分析：

变电站电压调节和无功管理是两个相对独立的控制系统，由于控制配合的问题，增加变压器分接头和电容的动作次数，加大了检修频率，影响设备的使用寿命。主要原因为变电站电压无功自动控制的关键在于保障电压合格、无功基本平衡，并在兼顾以上两点的前提下尽量减少主变分接头和电容的调节次数。但根据电容器组无功出力与电压的关系：

Qc=CπfU2

(其中C表示电容器组的等值电容值;f为频率;U为变低母线电压)可知主变分接头的调节与电容的投切两者并不是孤立的，分接头的变化不仅对电压有影响，而且也对无功功率有影响;电容器组的投功对无功功率影响的同时，也对电压产生影响。其变化关系如下：

A、降主变分接头变比增大，则变低电压Ud下降，从系统吸收的无功功率Qd减小;

B、升主变分接头，变比减小，变低电压Ud上升，从系统吸收的无功功率Qd增加

C、投入电容器组，变低电压Ud上升，从系统吸收的无功功率Qd减小;

D、切除电容器组，则变低电压Ud下降，从系统吸收的无功功率Qd增加。

根据以上动作的变化影响，或电压、无功限值的整定与电容器组的容量配合不当，使到在实际运行的某些区域中可能会出现频繁动作的情况。例如，当系统运行于8区时，按照以上控制策略，应先升压。但如果此时电压接近UL，且无功接近与Qmax时，升压后，运行点就可能进入2区。在运行点进入2区后，按照以上控制策略，应切除电容器组后降压。如果此时已无电容器组可切除，则控制器将会发降压命令。这样运行点又回到8区起始运行点附近。装置就有可能不停的发出：升压→降压→升压→降压……的命令。使运行点不停的在2区与8区间来回振荡。另外根据控制策略的不同，其它运行区域间也会出现类似的现象。

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