1、North China Electric Power University第十一讲 变电站综合自动化（2）第六章 变电站综合自动化North China Electric Power Universitypage22022-6-7一、变电站电压、无功综合控制子系统11LLLWLLWLLLUUUP RQ XUUU调节母线电压有两种方法：调节母线电压有两种方法：1 1、调整变压器变比、调整变压器变比 2 2、增加无功补偿设备、增加无功补偿设备投入的电容器补偿投入的电容器补偿1111()()()sTCSTSP RRQQXXUUUNorth China Electric Power Universit
2、ypage32022-6-7一、变电站电压、无功综合控制子系统v有载调压变压器分接头调压时，本身并不产生无功功率有载调压变压器分接头调压时，本身并不产生无功功率系统无功不足时不能用系统无功不足时不能用有载调压有载调压来提高全系统的电压水平来提高全系统的电压水平v补偿电容器进行调压，能弥补系统无功不足，改变无功分布补偿电容器进行调压，能弥补系统无功不足，改变无功分布系统无功充足且无功分布不合理而造成电压下降时，不能采系统无功充足且无功分布不合理而造成电压下降时，不能采用用补偿电容器补偿电容器North China Electric Power Universitypage42022-6-7一、变
3、电站电压、无功综合控制子系统1 1、调低变压器分接头、调低变压器分接头5 5、调高变压器分接头、调高变压器分接头3 3、投入电容器组、投入电容器组7 7、切除电容器组、切除电容器组2 2、先调低变压器分接、先调低变压器分接头，头，再投入电容器组再投入电容器组4 4、先投入电容器组，调、先投入电容器组，调高变压器分接头高变压器分接头6 6、先切除电容器组，调、先切除电容器组，调高变压器分接头高变压器分接头8 8、先切除电容器组，调、先切除电容器组，调低变压器分接头低变压器分接头North China Electric Power Universitypage52022-6-7一、变电站电压、无功
4、综合控制子系统vAVCAVC技术是指在技术是指在调度中心调度中心对对各个各个变电站的主变电站的主变压器的变压器的分接头分接头位置和位置和无功补偿无功补偿设备进行设备进行统统一控制一控制vVQCVQC技术只能够实现某个变电站的技术只能够实现某个变电站的局部局部最优最优正常正常运行时，运行时，调度中心调度中心将各个变电站的有载开关和无功补偿将各个变电站的有载开关和无功补偿容量调节容量调节范围和定值范围和定值，下发下发给各控制装置给各控制装置自动调控自动调控在系统负荷在系统负荷变化较大变化较大、紧急紧急情况或系统运行情况或系统运行方式发生大的方式发生大的变动变动时，可由调度中心时，可由调度中心直接直
5、接操作控制，或修改定值操作控制，或修改定值North China Electric Power Universitypage62022-6-7二、 变电站备用电源自动投入装置l 备用电源自动投入装置是电力系统故障或其他原因使工作电源备用电源自动投入装置是电力系统故障或其他原因使工作电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源被断开后，能迅速将备用电源或备用设备或其他正常工作的电源自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的自动投入工作，使原来工作电源被断开的用户能迅速恢复供电的一种自动控制装置。一种自动控制装置。I I段母线失压，段母线失压，II段母线有电压，段母线
6、有电压，1QF已跳开，已跳开，I段母线无故障。段母线无故障。North China Electric Power Universitypage72022-6-7二、 变电站备用电源自动投入装置v 重要负荷线路的备用自动投入方案重要负荷线路的备用自动投入方案负荷母线失压，备负荷母线失压，备用电源线路有电压，用电源线路有电压，1QF1QF已跳开，已跳开，负荷母线没有故障负荷母线没有故障North China Electric Power Universitypage82022-6-7二、 变电站备用电源自动投入装置v备用电源自动投入的特点备用电源自动投入的特点工作电源确实断开后备用电源才投入工作电
7、源确实断开后备用电源才投入切除工作电源断路器必须经延时切除工作电源断路器必须经延时就地或遥控手动断开工作电源时不动作就地或遥控手动断开工作电源时不动作具有闭锁功能具有闭锁功能不满足有压条件时不动作不满足有压条件时不动作工作母线失压且无电流才能启动工作母线失压且无电流才能启动只允许动作一次只允许动作一次North China Electric Power Universitypage92022-6-7三、 变电站故障录波装置 当电网中发生当电网中发生故障故障时，利用装设的故障录波装时，利用装设的故障录波装置，可以置，可以记录记录下该故障下该故障全过程全过程中线路上的三相中线路上的三相电电流流、零
8、序电流的波形和有效值，母线上三相、零序电流的波形和有效值，母线上三相电压电压、零序电压的波形和有效值，并形成故障零序电压的波形和有效值，并形成故障分析报告分析报告，给出此种故障的给出此种故障的故障类型故障类型。故障录波装置的主要作用故障录波装置的主要作用1 1、分析事故原因并研究对策、分析事故原因并研究对策2 2、评价继电保护和自动装置、评价继电保护和自动装置3 3、给出故障地点范围、给出故障地点范围4 4、分析研究振荡规律、分析研究振荡规律North China Electric Power Universitypage102022-6-7三、 变电站故障录波装置l 故障录波装置是故障录波装
9、置是由一台由一台主机主机和多台互为独立的和多台互为独立的前置机前置机组成组成分布分布式式结构结构避免局部故障导致整套装置退出避免局部故障导致整套装置退出对任一台前置机进行校验和维修，对任一台前置机进行校验和维修，不会影响整套录波装置的运行不会影响整套录波装置的运行North China Electric Power Universitypage112022-6-7三、 变电站故障录波装置l 故障录波装置的启动故障录波装置的启动1 1、突变量启动判据、突变量启动判据2 2、零序电流启动判据、零序电流启动判据4 4、正负零序电压启动判据、正负零序电压启动判据3 3、母线频率变化启动判据、母线频率变
10、化启动判据5 5、外部启动判据、外部启动判据l 要求所记录的模拟量的波形应从要求所记录的模拟量的波形应从故障发生前故障发生前的某个时刻的某个时刻开始，并在故障开始，并在故障切除及重合闸动作后切除及重合闸动作后才能停止录波才能停止录波North China Electric Power Universitypage122022-6-7三、 变电站故障录波装置录波数据记录方式录波数据记录方式v扰动开始扰动开始后后数据数据v高速高速原始记录波形原始记录波形v记录时间不少于记录时间不少于0 0. .06s06sv长过长过 程程动态数据动态数据v低速低速原始记录波形原始记录波形v记录时间记录时间长长v扰
11、动开始扰动开始前前数据数据v高速高速原始记录波形原始记录波形v记录时间不少于记录时间不少于0 0. .04s04sv动态过程动态过程数据数据v低速低速原始记录波形原始记录波形v记录时间大于记录时间大于2 2s sv长期低电压、长期低电压、频率越限、振频率越限、振荡时，荡时，D D可持续可持续到故障终止到故障终止North China Electric Power Universitypage132022-6-7三、 变电站故障录波装置North China Electric Power Universitypage142022-6-7四、自动调谐消弧线圈控制装置预调式预调式：正常运行时消弧线圈
12、跟踪系统：正常运行时消弧线圈跟踪系统电容电流的变化不断调整，始终处于接电容电流的变化不断调整，始终处于接近谐振的位置。近谐振的位置。l 我国我国10-60kV10-60kV配电网中性点采用配电网中性点采用中性点不接地或者经消弧线圈中性点不接地或者经消弧线圈接地接地方式，如果方式，如果电容电流超过一定数值电容电流超过一定数值必须安装消弧线圈必须安装消弧线圈l 自动调谐消弧线圈分为两种：自动调谐消弧线圈分为两种：预调预调式和式和随调随调式式North China Electric Power Universitypage152022-6-7四、自动调谐消弧线圈控制装置防止出现串联谐振过电压防止出现
13、串联谐振过电压v预调式消弧线圈预调式消弧线圈调匝式自动调谐消弧线圈调匝式自动调谐消弧线圈采用有载调压开关调节电抗器的抽采用有载调压开关调节电抗器的抽头以改变电感值头以改变电感值l在在正常运行正常运行时，时，计算计算出对地电容电流，出对地电容电流，预设预设最小残流值或脱谐度，最小残流值或脱谐度，调节调节有载调有载调压分接头。压分接头。l在发生接地在发生接地故障故障后，故障点的残流可后，故障点的残流可以被限制在设定的范围之内。以被限制在设定的范围之内。North China Electric Power Universitypage162022-6-7四、自动调谐消弧线圈控制装置随调式消弧线圈随调
14、式消弧线圈l 由于发生单相接地后才投入，因此由于发生单相接地后才投入，因此补偿慢补偿慢v当发生单相接地故障后，快速调整至谐振状态，产生补偿电流当发生单相接地故障后，快速调整至谐振状态，产生补偿电流v正常运行时，计算出目标补偿正常运行时，计算出目标补偿电流，处于远离谐振的位置电流，处于远离谐振的位置v避免出现串联谐振过电压，不需要阻尼电阻避免出现串联谐振过电压，不需要阻尼电阻v当故障消失后，重新将消弧线圈恢复到远离谐振的位置当故障消失后，重新将消弧线圈恢复到远离谐振的位置North China Electric Power Universitypage172022-6-7四、自动调谐消弧线圈控制
15、装置随调式消弧线圈随调式消弧线圈高短路阻抗变压器式消弧系统高短路阻抗变压器式消弧系统通过调节晶闸管的导通角来调节二次绕组中的短路电流通过调节晶闸管的导通角来调节二次绕组中的短路电流一种高短路阻抗变压器式可控电抗器一种高短路阻抗变压器式可控电抗器v实现零至额定电流的无级连续调节实现零至额定电流的无级连续调节North China Electric Power Universitypage182022-6-7四、自动调谐消弧线圈控制装置随调式消弧线圈随调式消弧线圈84218421并联电抗器组合式消弧线圈并联电抗器组合式消弧线圈容量分配按容量分配按1 1：2 2：4 4：8 8高压真空接触器高压真空
16、接触器v具有具有0000000011111111之间变化的之间变化的1616个档位个档位v进一步减小级差，可以采用进一步减小级差，可以采用5 5个电个电抗器，使消弧线圈具有抗器，使消弧线圈具有3232个档位个档位v可以对原来的消弧线圈加以利用可以对原来的消弧线圈加以利用North China Electric Power Universitypage192022-6-7五、 小电流接地故障选线装置选线方法：选线方法：1 1、 注入信号方法：注入信号方法：2 2、利用故障信号方法、利用故障信号方法v利用非零序信号方法利用非零序信号方法l 负序电流法负序电流法l 行波法行波法v利用零序信号方法利用
17、零序信号方法“S S”信号注入信号注入法法利用利用稳稳态信号方法态信号方法l 群体比幅比相法群体比幅比相法l 五次谐波法五次谐波法l 有功分量法有功分量法l 突变量法突变量法利用利用暂暂态信号方法态信号方法l 小波法小波法l HHT HHT法法l 首半波法首半波法l 暂态能量法暂态能量法North China Electric Power Universitypage202022-6-7五、 小电流接地故障选线装置1 1、群体比幅比相方法、群体比幅比相方法（1 1）对零序电流进行比较，选出几个幅值较大的作为候选）对零序电流进行比较，选出几个幅值较大的作为候选（2 2）对候选线路进行相位比较）对
18、候选线路进行相位比较l 故障线路零序电流相位应滞后零序电压故障线路零序电流相位应滞后零序电压9090，并与正常线路零序电流反相并与正常线路零序电流反相l若所有线路零序电流同相，则为母线接地若所有线路零序电流同相，则为母线接地North China Electric Power Universitypage212022-6-7五、 小电流接地故障选线装置l 对于中性点对于中性点经消弧线圈经消弧线圈接地方式群体接地方式群体比幅比相比幅比相方法基本方法基本失效失效2 2、零序电流突变量方法、零序电流突变量方法v 消弧线圈消弧线圈参数改变参数改变引起的补偿电流的变化引起的补偿电流的变化只只会反映在会反
19、映在故障故障线路线路的零序电流中的零序电流中North China Electric Power Universitypage222022-6-7六、实例v集控站监控系统典型配置集控站监控系统典型配置North China Electric Power Universitypage232022-6-7六、实例v220220750kV750kV变电站监控系统典型配置变电站监控系统典型配置North China Electric Power Universitypage242022-6-7六、实例v分层分布的组件化系统分层分布的组件化系统North China Electric Power Uni
20、versitypage252022-6-7变电站“五防”系统五防五防”：（：（1 1）防止带负荷拉、合隔离开关，）防止带负荷拉、合隔离开关， （2 2）防止误入带电间隔，）防止误入带电间隔， （3 3）防止误分、合断路器，）防止误分、合断路器， （4 4）防止带电挂接地线，）防止带电挂接地线， （5 5）防止带地线合隔离开关）防止带地线合隔离开关North China Electric Power Universitypage262022-6-7变电站“五防”系统North China Electric Power Universitypage272022-6-7小结1 1、变电站电压无功控制、变电站电压无功控制VQCVQC2 2、变电站调压方式、变电站调压方式3 3、备用电源投入、备用电源投入4 4、故障录波的启动判据、故障录波的启动判据5 5、故障录波的记录方式、故障录波的记录方式6 6、消弧线圈自动调谐、消弧线圈自动调谐7 7、小电流接地故障选线、小电流接地故障选线8 8、变电站、变电站“五防五防”系统系统North China Electric Power Universitypage282022-6-7
