采用PCC的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置

 

    摘要：本文針對(duì)變電站無(wú)功補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)償分別控制相互配合的設(shè)計(jì)思想，以可編程計(jì)算機(jī)控制器(PCC)和電量變送器、輸入輸出控制模塊等組件為基礎(chǔ)，應(yīng)用先進(jìn)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(shè)計(jì)思想，以無(wú)功功率缺額為主控參量、以電容器投切前后電壓變化趨勢(shì)為參考、協(xié)調(diào)母線電壓的控制方式，成功開(kāi)發(fā)了具有高可靠性的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置，為無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的開(kāi)發(fā)提出了一種新的開(kāi)發(fā)思路。

 

    關(guān)鍵詞：無(wú)功補(bǔ)償 控制 PCC 1　前言

 

    考慮到目前補(bǔ)償控制裝置和補(bǔ)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(wú)功補(bǔ)償控制裝置

 

    2.1　設(shè)計(jì)思想

 

    針對(duì)目前對(duì)無(wú)功控制裝置的要求，在對(duì)變電站運(yùn)行方式進(jìn)行了充分調(diào)研的基礎(chǔ)上，提出變電站無(wú)功補(bǔ)償和電壓調(diào)節(jié)應(yīng)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(lái)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(wú)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(wú)功缺額，電壓參數(shù)只作為限制量，在無(wú)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(dá)極限檔位時(shí)，并預(yù)測(cè)電容器投切后的電壓變化量限制電容器的投切控制。同時(shí)在無(wú)功控制裝置中充分考慮現(xiàn)場(chǎng)要求，增加紀(jì)錄、通訊、顯示等功能。

 

    本裝置采用對(duì)110kV變電站中的電壓、無(wú)功分開(kāi)調(diào)節(jié)、協(xié)調(diào)運(yùn)行的控制方式，不但可以使控制設(shè)備故障的危險(xiǎn)分散，使控制過(guò)程簡(jiǎn)化，而且便于實(shí)現(xiàn)優(yōu)化的智能控制算法，能夠滿足現(xiàn)行系統(tǒng)對(duì)無(wú)功補(bǔ)償控制裝置的要求，并且可大大提高控制設(shè)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(jì)算機(jī)控制器[2](Programmble Computer Controller簡(jiǎn)稱PCC)實(shí)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(shí)具有計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)運(yùn)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(jiǎn)單方便，并具有先進(jìn)的現(xiàn)場(chǎng)總線通訊系統(tǒng)，通過(guò)CAN，ProfiBus，RIO，ETHERNET等可組成各種網(wǎng)絡(luò)，并帶有各種標(biāo)準(zhǔn)接口，是一種完美的自動(dòng)控制設(shè)備，完全可以滿足和實(shí)現(xiàn)無(wú)功補(bǔ)償自動(dòng)控制裝置的要求。

 

    實(shí)時(shí)參數(shù)分別采集變壓器高壓側(cè)電壓、電流、無(wú)功功率和低壓側(cè)電壓，由電量變送器實(shí)現(xiàn)對(duì)各種工頻電量進(jìn)行變換，再通過(guò)高速A/D采集單元進(jìn)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(chǎng)各種運(yùn)行狀態(tài)，進(jìn)行運(yùn)算、快速分析和智能決策，最后通　　過(guò)繼電器隔離放大后進(jìn)行控制。見(jiàn)圖1。

 

    采用PCC的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置資料，技術(shù)文章，說(shuō)明，圖片

 

    采用PCC的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置資料，技術(shù)文章，說(shuō)明，圖片

 

    考慮到補(bǔ)償裝置運(yùn)行的靈活性，在控制裝置中，設(shè)置就地手動(dòng)控制和自動(dòng)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(jī)界面，要求操作簡(jiǎn)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(chǔ)30天以上的動(dòng)作紀(jì)錄。

 

    2.3　軟件

 

    B&R公司2000系列可編程計(jì)算機(jī)控制器安裝有實(shí)時(shí)多任務(wù)操作系統(tǒng)，采用PL2000高級(jí)語(yǔ)言進(jìn)行模塊化編程，由于PCC具有計(jì)算機(jī)的分析運(yùn)算能力，可實(shí)現(xiàn)各種優(yōu)化控制功能，為實(shí)現(xiàn)各種智能化控制算法提供了良好的開(kāi)發(fā)基礎(chǔ)。

 

    電容器的投切控制以系統(tǒng)無(wú)功功率缺額為主、預(yù)測(cè)電容器投切后電壓變化趨勢(shì)、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(yīng)先判定變電站的運(yùn)行方式，合理地投切電容器。

 

    為了保證補(bǔ)償裝置運(yùn)行的可靠性，在控制裝置中，設(shè)置投切時(shí)段控制、閉鎖控制、故障報(bào)警等功能。

 

    采用PCC的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置資料，技術(shù)文章，說(shuō)明，圖片

 

    采用PCC的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置資料，技術(shù)文章，說(shuō)明，圖片

 

    采用PCC的無(wú)功補(bǔ)償控制裝置資料，技術(shù)文章，說(shuō)明，圖片

 

    3　實(shí)現(xiàn)功能

 

    3.1　監(jiān)測(cè)顯示功能

 

    實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)顯示電壓、電流、有功功率、無(wú)功功率、功率因數(shù)等參數(shù)，以及裝置實(shí)時(shí)運(yùn)行、動(dòng)作狀態(tài)。

 

    3.2　控制功能

 

    按照系統(tǒng)無(wú)功功率需求與投切后電壓預(yù)測(cè)相結(jié)合的整定原則，根據(jù)監(jiān)測(cè)的主接線運(yùn)行方式，自動(dòng)控制分別安裝在兩段母線上的電容器組投切。動(dòng)作延時(shí)、動(dòng)作時(shí)間間隔可任意設(shè)置。

 

    3.3　定值整定

 

    可通過(guò)控制面板或遠(yuǎn)方通訊方式在線修改整定值，在修改過(guò)程中不影響裝置運(yùn)行。

 

    3.4　閉鎖功能

 

    具有無(wú)壓無(wú)流閉鎖、過(guò)電壓閉鎖、運(yùn)行方式判斷、投切時(shí)間分段控制等故障診斷與閉鎖功能;當(dāng)保護(hù)或其他方式投切電容器時(shí)，具有自動(dòng)閉鎖和自動(dòng)解除閉鎖功能。

 

    3.5　運(yùn)行方式自適應(yīng)功能

 

    當(dāng)變電站主接線運(yùn)行方式發(fā)生變化時(shí)，自動(dòng)適應(yīng)運(yùn)行方式投切電容器組。

 

    3.6　手動(dòng)閉鎖功能

 

    當(dāng)手動(dòng)操作電容器切除時(shí)，具有自動(dòng)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(luò)進(jìn)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(shí)間控制功能

 

    可設(shè)置四個(gè)動(dòng)作時(shí)間段，裝置只能在給定時(shí)段內(nèi)投入電容器組，切除不受此控制。

 

    4　運(yùn)行情況

 

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

 

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