提高变电站10kV母线电压合格率措施研究

曹林　郭勇

摘要：由于绝大部分10kV配电变压器不能在线调压，为固定变比模式运行，因此当变电站10kV母线电压出现偏差时，将直接影响关系用户电压质量，如何提高变电站的10kV母线电压合格率十分必要。文章通过对实际工作当中控制变电站母线电压过程中存在的问题进行研究，提出了提高变电站10kV母线电压的可行措施。

关键词：变电站；10kV母线电压；AVC；合格率；配电变压器 文献标识码：A

中图分类号：TM712 文章编号：1009-2374（2017）02-0033-03 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.02.015

近年来，随着用户对电力需求的增长，对电能质量的要求也越来越高。尤其是随着负荷的增长，家用电器负荷的增大，电网电压也随着负荷起伏变化差异越来越大，高峰时段电压下降，低谷时期电压升高，应对此种状况电力部门需要不断对电网电压进行相应调节。而目前变电站内高压等级主变压器在线有载调压功能均基本均已具备，电网运行人员可根据电压的变化情况实时调节主变档位，达到改善电压质量的目的。随着变电站自动化技术飞速发展，很多变电站还投入运用了AVC电压无功自动调节装置，更一步地为提高变电站母线电压质量提供了手段。但在实际运用当中，无论是人工监盘或者AVC自动调节方都还存在许多的问题。本文通过对这些问题进行逐一分析，提出可行的措施以促进变电站母线的电压合格率提升。

1 AVC自动调节方式存在的问题

我公司于2013年即投入了AVC自动调节装置，主要是针对电压及无功两个因素来进行判别和控制，控制方法通常采用改变主变分接头档位和投切电容器组来改变系统的电压和无功。分接头调节和电容器投切对电压和无功的影响如图1所示：

根据电压和无功的越限情况，将有载调压的控制策略划分为9个区域，在不同区域内采取相应的控制策略。具体的区域划分及调节方法如图2所示：

以图2中，0区为无动作稳定区，除此外其他8区为灵敏区间：分为电压灵敏区间和无功灵敏区间，加入这个区间的目的是防止装置频繁地发出操作命令，同时保证系统的稳定运行。以上看似十分合理但在实际运行中存在很多问题。

1.1 电压采集误差影响调节效果

一是AVC装置采集的电压值一般不在调度主站端显示，到出现采集误差后，往往不易发现，尤其是当变电站电压互感器及保护设备发生变更时，此差异扩大，造成实际电压已发生越限，但AVC依旧没有发生动作；二是AVC装置往往只采集10kV母线电压中某两相线电压作为判断依据，对其他两相线电压不进行判断，往往出现调度端某两相线电压已越线，但AVC装置依旧不启动的情况发生。

1.2 装置故障时电压质量失去监控

当装置运行后，由于具备自动调节电压功能，当值运行人员完全依赖该自动调节装置，当装置发生故障或者偶死机时，值班人员往往会忽略对电压异常的处理而习惯于电压自动调节来处理，从而导致电压质量失去监控。

1.3 发生频繁投切电容问题

按照装置设计逻辑，当投入电容后如果电压过高就会自动降档，而不会发生退电容的情况。由于此时降档失败造成电压过高，过压保护动作切除电容，而按照该装置逻辑只要电压不超过[电压上限-偏移值（约为0.1～0.2kV）]，当系统无功大于电容容量超过50kVAR时，就投电容，因此当系统电压因退出电容下降过15分钟左右后，满足投自动投电容要求就投入电容。而投电容会造成系统电压发生变化（升高），越过上限后造成过压保护动作。原本该装置会采集保护动作信息从而闭锁电容投入，此时显然没有采集到过压保护动作的信息，从而发生频繁投切的情况。

1.4 易发生频繁自动调档问题

当AVC系统对电压控制的上下限区间过小，由于AVC系统不具备对电压趋势的判别能力，只能机械地执行逻辑设计命令，则极易发生频繁调节主变档位。在负荷较重情况下，往往对主变有载调压开关造成损伤。

总结此种方式县级调度作为工作站，变电站只提供一路104规约传输给地调，满足了EMS能量管理系统的需要，但对無人值守变电站的监控依旧薄弱。

2 人工监盘控制电压的优缺点

2.1 人工监盘控制电压的优点

人工监盘时可根据电压变化趋势更加灵活地掌握电压调节的时机，减少不必要的频繁调档。当发生电压采集故障等问题时能及时发现并进行维护，因此也可取得较好的效果。

2.2 人工监盘控制电压的缺点

在传统的人工监盘方式下，因值班员责任心原因，特别是在夜间值班时监盘效率下降，往往出现人工反应滞后，甚至发生越限后未及时发现导致电压质量下降。

3 控制变电站母线电压的改进措施

3.1 提高电压遥测采集的正确率

（1）针对AVC采集值和调度端采集值差异问题，采取的办法为定期对两个值和实际值进行比对，通过系数调整减少差异；（2）针对相电压之间的差异问题，在排除线路负荷和对地电阻的平衡性问题后，则重点要解决采集设备差异的影响，将各相之间的误差降低到合理范围之内即可；（3）同一变电站不分段运行的两段10kV母线电压遥测数据不一致，有的甚至偏差很大。由于涉及站内综合自动化设备问题原因一直未找到，导致调度员在监测母线电压时不知道以哪个电压为准。针对这个问题，首先确定采集源为同一个电压互感器，并对该电压互感器的二次采集数据进行测量正常；其次通过调度数据库点号确认两段母线的电压数据为不同的遥测量；最后再认真分析变电站二次图纸，发现两段母线电压采集数据分别来自两套采集装置，当10kV母线分段运行时则分别采集对应电压互感器数据，两段二次电压母线分开运行的，当10kV并列运行即一台电压互感器运行时，两段二次电压母线并列，两套采集电压装置则采集同一个二次电压。由于两套装置均按照分段运行模式下的电压互感器传来的电压数据进行系数调整的，而两台电压互感器特性有差别，所以系数不一样。所以当并列运行时虽然采集的为同一电压，但输出和传送至调度的数据不一样。针对这个原因，对该套测控装置设置了两套系数，一套用于并列运行，另一套用于分段运行，解决了这个问题。图3为微机PT测控装置原理图：

3.2 采取人工监盘与AVC并用的方式

针对人工监盘存在夜间效率下降，而完全采用AVC自动控制时又形成依赖的问题，采取人工监盘和AVC并用的方式。方式如下：白天人工监盘，夜间启动AVC。此方法的应用可通过设置AVC分时段进行调节功能，设置为晚22∶00至8∶00，为自动调节，其他时段不动作。人工监盘时需要设置好上下限报警信息，发生报警立即进行手动调节主变档位。应用此措施即可达到提升电压合格率，又可最大程度减少AVC自动控制装置的不利影响。

3.3 增加AVC装置状态远方监视和控制

在调度自动化主画面增加AVC远程运行状态显示及软压板投退压板。如图4所示：

上半部分的告警信号，灰色表示正常，黑色表示异常，如果某一个信号显示为黑色，值班人员需要进行关注。下半部分表示软、硬压板的投入状态，黑色表示投入，灰色表示退出除此之外，在画面右侧有动作次数的统计和遥控操作对话框。

画面左下方有装置的压板工作狀态，其中硬压板分别对应现场安装的操作把手，如果显示黑色，表示对应的设备投入，如上图，“设备硬压板投入”为黑色，表示电压无功装置的“总投运”把手处于“投入”状态，“1#电容器硬压板投入”为灰色，表示1#电容器的把手处于“退出”状态，电压无功装置不能控制此电容器。

“设备软压板投入”的设置是为了方便调度端能够远程对电压无功装置进行投入或者退出，当“软压板投入”为黑色时，表示装置可以工作，当为灰色时，表示装置退出，值班人员可以通过图中右侧的遥控对话框进行遥控操作。

3.4 变更AVC控制方式和区间

厂家往往尽可能地将设备功能扩大化，将AVC设成为电压无功全自动调节，既要调节电压，又要追求无功效果，最终导致判断逻辑复杂，相互冲突，设备故障频发。在实际运用中重点对电压质量进行调节，关闭无功调节，并将调节逻辑进行简化，如图5所示：

以上图中，0区为无动作稳定区，除此以外，其他2区为灵敏区间：均为电压灵敏区间，当超过电压上限30s，则立即执行降档，不考虑电容因数。当达到电压下限后超过30s，则立即执行升档，不考虑电容因数，从而确保电压质量合格。

4 结语

本文首先分析了利用AVC电压无功自动控制装置及人工监盘对提升电压质量的优缺点，认为无论是单纯利用AVC控制电压还是只靠人工监盘都不一定能达到好的效果。通过对实际存在的问题提出了相应的解决办法，并对一些技术难点问题提出自己的解决措施，在实际运用中取得了较好的效果，对今后如何提高变电站母线电压质量给出了一定的借鉴。

参考文献

[1] 谭文恕.变电站自动化系统的结构和传输规约[J].电网技术，1998，22（9）.

[2] 黄益庄.变电站综合自动化技术[M].北京：中国电力出版社，2000.

[3] 孙军平，盛万兴，王孙安，等.远动信息网络传输方法[J].电网技术，2002，26（10）.

作者简介：曹林（1980-），男，江西都昌人，国网江西省电力公司德安县供电分公司助理工程师（技师），研究方向：电力配电；郭勇（1976-），男，江西德安人，国网江西省电力公司德安县供电分公司工程师，研究方向：调度自动化。

（责任编辑：黄银芳）