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摘要：现代电力系统的规模越来越大，无功的平衡和电压的稳定非常重要。所以，现代电力系统中的无功功率与电压控制是一个非常重要的问题，需要很好地解决。
关键词：变电站；电压无功；自动控制系统；综合分析
引言：电压质量是电能质量的重要指标之一，电压质量对保证电力系统的安全稳定与经济运行起着重要的作用。电力系统的无功补偿与无功平衡，是保证电压质量的基本条件。如何控制电压无功就至关重要。控制电压无功直接关系到降低电网消耗，更重要的是使得电力经济效益发挥到最大。
1、VQC装置概述
目前变电站的电压无功自动控制装置（VQC）应用已较为广泛，利用VQC来实现电压与无功的自动调节已成为加强电压和无功管理，实现安全调度和经济调度的重要手段。电压的稳定对于保证国民经济的生产，延长生产设备的使用寿命有着重要的意义，而降低网损、经济供电又是每一个供电部门的工作重点。因此，变电站随着负荷的波动对其电压与无功调节需求往往很频繁，如果由人进行调节干预，一方面增加值班员的负担，另一方面靠人去判断操作很难做到调节的合理性。近年来，随着变电站的综合自动化能力的提高，系统的采样精度与信号响应速度均有很大的改善，各种方式接入的信号范围较以往的系统有很大的扩展，因此在现有的当地监控系统中，用软件模块的控制来实现电压与无功的自动调节在理论上所需的条件已经具备。VQC是具有电压无功综合控制功能装置的简称。随着电网的发展和VQC技术产品的成熟，电压无功综合控制装置（硬件或软件）的应用越来越广泛，它对保证电压质量、优化电网无功潮流和电网经济运行等发挥了较大作用。VQC（硬件或软件）发展到今天，已进入成熟、实用阶段。
2、 VQC装置调压原理
对于变电站来讲，为了使电压与无功达到所需的值，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。分接头的变化不仅对电压有影响，而且对无功也有一定的影响，同样，电容器组的投切对无功影响的同时也对电压有着一定的影响。在很多地方的供电系统中，不是考虑无功而是考虑功率因数作为调节依据。实际上，可以根据当时的有功功率换算出无功的控制范围，在处理原理上本质是一样的，只不过无功的上下限范围始终是动态变化的范围。在实际应用中，主变分节头调节主要用于电压的调节，电容器的投切主要用于无功的调节同时也用于电压的调节。以满足电网无功功率供需平衡，达到改善供电电压质量，减少电能损耗的目的。
3、 VQC装置运行整定原则
随着运行经验的积累，我们对VQC装置的认识及对其功能需要日趋成熟并渐趋一致。事实上，各地电网对VQC的运行要求和整定方式基本相似，VQC运行整定的原则总概括为：各站点根据负荷变化规律合理、适时按原则地调整主变分接头档位及投退电容器组（电抗器组），以确保母线的电压质量和无功就地平衡。具体可总结为：
（1）优先保证电压质量合格。110kV变电站必须保证10kV母线电压合格；220kV变电站在保证110kV母线电压合格的同时，尽量兼顾10kV母线电压合格。有的地区因大多数110kV变电站都实现有载调压，所以其220kV变电站仍以保证10kV母线电压合格为主，尽量兼顾110kV母线电压合格。
（2）无功考核（控制参考）点在变压器高压侧，在保证电压质量合格的前提下，无功就地平衡也就是主变变高侧无功功率越接近于零越好。一般要求：110kV侧的瞬时功率因数cosΦ≥0.95～0.98 220kV侧的瞬时功率因数cosΦ≥0.95～0.98。
（3）详细整定应按照站内主结线运行方式、负荷率及负荷曲线，以及分接头开关和无功投退开关运行情况等因素，用九域图控制原理进行具体参数的设定和确定保护、闭锁条件。如果要实现对变压器各侧电压无功的调控，则现有VQC的控制原理及功能必须作出较大修改，例如除本站点控制条件更为复杂之外，还须考虑对各站点进行联网统调等措施；此外，要实现这些功能还须要进一步完善电网电压无功的调控手段，如配备足够、可调的无功电源（分组合理的电容器组和电抗器组，以及可调控无功出力的火力及水力机组等等），所以电网各级的总体电压无功综合优化控制的实现应该是下一步的目标，而在此之前还要花相当的时间去做大量的准备工作。
4、 VQC的使用效果
VQC的应用，对保证电网良好的电压质量、优化电网无功潮流和电网经济运行等方面发挥了较大的作用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆和传统的调压方式（如使用VC-100自动调压器装置调节主变分接头档位进行调压）相比，VQC具有以下明显优点：
（1）电压超出合格范围时，得到及时调整，并能按需要进行“逆调压”，达到降损节能的目的；
（2）平衡无功。接受入或送出系统无功功率情况及时投入或退出，使无功潮流合理；
（3）优化电压无功控制。能自动综合比较电压和无功量，采取最优的电压调整和无功投退方案；
（4）大大减小了运行人员日常调整电压、投切电容器组的工作量。
相对而言，电网中硬件VQC产品的应用数量比软件VQC多，造成这一结果的主要原因是：
（1）早期RTU产品没有考虑VQC功能扩展问题，现在也难以改造；现有设备中只有GR-90型RTU或综合自动化系统能实现VQC功能扩展。
（2）某些RTU或综合自动化系统供应商过去未足够重视对VQC功能扩展，受使用经验限制，其提供的初期产品功能和服务未能令人满意。
需要指出的是，从实现电压无功综合自动控制的目标来说，硬件和软件VQC在用途上不存在区别。
5、VQC装置应用中存在的问题
电气产品在电网的应用过程中都有相似经历，VQC产品在电网的应用也有一个不断成熟和更新换代的过程，这一过程，也是不断发现问题，解决问题的过程，主要问题包括：
5.1 设备硬件问题
（1）有些产品元器件质量不稳定，故障率较高，抗干扰性差；如调档板经常损坏、采样输入及时钟系统误差较大等；
（2）外围设备如变送器误差大，早期电容器组投退操作机构及变压器调压分接头操作机构在动作次数多时有误动或拒动现象。
5.2 设备功能问题
（1）个别产品对复杂运行方式的适应性差，有些未能实现真正的电压无功综合调节；（2）部分产品人机界面、保护锁闭（如调压分接头操作机构防滑连动、防电容器组投退操作机构拒动）功能较差。
5.3 设备运行管理问题
VQC应用初期，由于生产安装单位与运行维护单位之间技术交底不足，新设备缺乏运行经验，曾出现了一些误认为装置故障的不正常运行现象，增加了不少维护工作。随着科技的发展，工艺技术及运行管理工作的不断完善，产品设计制造和应用管理水平的不断提高，VQC功能亦将会得到很大的提高。
结束语
总而言之，社会在不断进步，电力部门和电力工作者也要不断开发新技术，不断研究在电能传输和电力生产过程中，怎样调整电压，怎样合理的补偿、分配无功，以不断满足社会各阶层对电量的需求，同时还要保证电能的质量、电压的正常，衡量电能最主要的质量指标就是电压的质量，电压稳定有助于保证电力系统正常可靠的运行，同时还可以延长设备的使用寿命、提高电能的质量，而无功是决定电压的一个非常重要的因素，它的用处很大，变压器、电动机、交流接触器都需要借助它才能正常运作，所以做好变电站无功补偿的控制和电压调节至关重要。
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论文作者:曾琳艳1,张弛2
论文发表刊物:《电力设备》2017年第14期
论文发表时间:2017/9/4
标签：电压论文; 变电站论文; 电网论文; 质量论文; 电容器论文; 装置论文; 功能论文; 《电力设备》2017年第14期论文;