采用PCC的無功補償控制裝置

 

    摘要：本文針對變電站無功補償控制和有載調(diào)壓控制的現(xiàn)狀，提出了電壓調(diào)節(jié)、無功補償分別控制相互配合的設計思想，以可編程計算機控制器(PCC)和電量變送器、輸入輸出控制模塊等組件為基礎，應用先進的控制技術(shù)和數(shù)據(jù)處理技術(shù)，采用面向?qū)ο蟮脑O計思想，以無功功率缺額為主控參量、以電容器投切前后電壓變化趨勢為參考、協(xié)調(diào)母線電壓的控制方式，成功開發(fā)了具有高可靠性的無功補償控制裝置，為無功補償控制裝置的開發(fā)提出了一種新的開發(fā)思路。

 

    關(guān)鍵詞：無功補償 控制 PCC 1　前言

 

    考慮到目前補償控制裝置和補償方式的特殊性及高可靠性的要求，在目前現(xiàn)有的產(chǎn)品存在缺陷的情況下，本文提出一種采用新的控制方式的裝置。

 

    2　一種新的無功補償控制裝置

 

    2.1　設計思想

 

    針對目前對無功控制裝置的要求，在對變電站運行方式進行了充分調(diào)研的基礎上，提出變電站無功補償和電壓調(diào)節(jié)應分別考慮的思想，電壓調(diào)整依靠有載調(diào)壓變壓器的電壓控制調(diào)節(jié)器來完成，控制參數(shù)主要考慮低壓母線電壓和變壓器分接頭的位置。無功控制裝置完成電容器投切控制，主要控制參數(shù)是系統(tǒng)的無功缺額，電壓參數(shù)只作為限制量，在無功控制裝置中，考慮電壓調(diào)節(jié)器故障或變壓器分接頭到達極限檔位時，并預測電容器投切后的電壓變化量限制電容器的投切控制。同時在無功控制裝置中充分考慮現(xiàn)場要求，增加紀錄、通訊、顯示等功能。

 

    本裝置采用對110kV變電站中的電壓、無功分開調(diào)節(jié)、協(xié)調(diào)運行的控制方式，不但可以使控制設備故障的危險分散，使控制過程簡化，而且便于實現(xiàn)優(yōu)化的智能控制算法，能夠滿足現(xiàn)行系統(tǒng)對無功補償控制裝置的要求，并且可大大提高控制設備的可靠性。

 

    2.2　硬件

 

    該裝置核心硬件采用B&R公司2000系列可編程計算機控制器[2](Programmble Computer Controller簡稱PCC)實現(xiàn)，B&RPCC是PLC的新一代替代產(chǎn)品，不僅具有PLC的可靠性，同時具有計算機的數(shù)據(jù)運算能力，該產(chǎn)品采用靈巧的模塊化結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)組態(tài)簡單方便，并具有先進的現(xiàn)場總線通訊系統(tǒng)，通過CAN，ProfiBus，RIO，ETHERNET等可組成各種網(wǎng)絡，并帶有各種標準接口，是一種完美的自動控制設備，完全可以滿足和實現(xiàn)無功補償自動控制裝置的要求。

 

    實時參數(shù)分別采集變壓器高壓側(cè)電壓、電流、無功功率和低壓側(cè)電壓，由電量變送器實現(xiàn)對各種工頻電量進行變換，再通過高速A/D采集單元進行數(shù)字轉(zhuǎn)換后輸入中央控制單元，中央控制單元綜合現(xiàn)場各種運行狀態(tài)，進行運算、快速分析和智能決策，最后通　　過繼電器隔離放大后進行控制。見圖1。

 

    采用PCC的無功補償控制裝置資料，技術(shù)文章，說明，圖片

 

    采用PCC的無功補償控制裝置資料，技術(shù)文章，說明，圖片

 

    考慮到補償裝置運行的靈活性，在控制裝置中，設置就地手動控制和自動控制閉鎖的軟壓板切換功能，并具有狀態(tài)數(shù)據(jù)顯示功能和數(shù)據(jù)通訊功能，裝置的整定具有良好的人機界面，要求操作簡單、使用方便。為了便于查看電容器的投切情況，還要求可存儲30天以上的動作紀錄。

 

    2.3　軟件

 

    B&R公司2000系列可編程計算機控制器安裝有實時多任務操作系統(tǒng)，采用PL2000高級語言進行模塊化編程，由于PCC具有計算機的分析運算能力，可實現(xiàn)各種優(yōu)化控制功能，為實現(xiàn)各種智能化控制算法提供了良好的開發(fā)基礎。

 

    電容器的投切控制以系統(tǒng)無功功率缺額為主、預測電容器投切后電壓變化趨勢、協(xié)調(diào)母線電壓的控制方式，確定電容器組的投切。在電容器投切前，應先判定變電站的運行方式，合理地投切電容器。

 

    為了保證補償裝置運行的可靠性，在控制裝置中，設置投切時段控制、閉鎖控制、故障報警等功能。

 

    采用PCC的無功補償控制裝置資料，技術(shù)文章，說明，圖片

 

    采用PCC的無功補償控制裝置資料，技術(shù)文章，說明，圖片

 

    采用PCC的無功補償控制裝置資料，技術(shù)文章，說明，圖片

 

    3　實現(xiàn)功能

 

    3.1　監(jiān)測顯示功能

 

    實時監(jiān)測顯示電壓、電流、有功功率、無功功率、功率因數(shù)等參數(shù)，以及裝置實時運行、動作狀態(tài)。

 

    3.2　控制功能

 

    按照系統(tǒng)無功功率需求與投切后電壓預測相結(jié)合的整定原則，根據(jù)監(jiān)測的主接線運行方式，自動控制分別安裝在兩段母線上的電容器組投切。動作延時、動作時間間隔可任意設置。

 

    3.3　定值整定

 

    可通過控制面板或遠方通訊方式在線修改整定值，在修改過程中不影響裝置運行。

 

    3.4　閉鎖功能

 

    具有無壓無流閉鎖、過電壓閉鎖、運行方式判斷、投切時間分段控制等故障診斷與閉鎖功能;當保護或其他方式投切電容器時，具有自動閉鎖和自動解除閉鎖功能。

 

    3.5　運行方式自適應功能

 

    當變電站主接線運行方式發(fā)生變化時，自動適應運行方式投切電容器組。

 

    3.6　手動閉鎖功能

 

    當手動操作電容器切除時，具有自動閉鎖功能。

 

    3.7　通訊功能

 

    具有多種數(shù)據(jù)通訊方式，與多種網(wǎng)絡進行通訊，可作為變電站綜合控制系統(tǒng)的現(xiàn)地單元。

 

    3.8　時間控制功能

 

    可設置四個動作時間段，裝置只能在給定時段內(nèi)投入電容器組，切除不受此控制。

 

    4　運行情況

 

    采用PCC的WPK-1型無功補償控制裝置，于2000年6月安裝試運行。在試運行期間，該裝置經(jīng)歷了更換保護、主變切換、母線失壓等多種運行方式變換，能夠自動適應變電站運行方式的變化和無功的變化，自動準確的投切補償電容器，提高了電容器的運行時間及利用率，性能穩(wěn)定可靠，功能達到了變電站無功補償自動投切的控制要求。

 

    源于科技，創(chuàng)新不止。襄陽源創(chuàng)電氣有限公司電話：13507271573.