小负荷下提高电压合格率的方法

钱 国，施 勇

（国网上海市电力公司 崇明供电公司，上海 202150）

1 电压合格率过低的起因

随着上海市电力公司“大检修”体系的建设，通过对配电网实施技术改造、标准化建设、精细化运维、运营效能监控和网格化抢修管控等一系列举措，全面提升了配电网精益化管理水平，而崇明供电公司正在紧紧围绕建设崇明现代化生态岛蓝图，抓紧落实配电网精益化管理的各项措施、排查隐患和提高电能质量。

35kV前卫变电站是个生态变电站。在上海市电力公司的部署下，2011年底崇明电网投入东方电子DF8003智能电网调度支持系统，使变电站信息自动化水平跃上一个新台阶。从对数据采集与监视控制（SCADA）上升到对能源管理系统（EMS）的管理；从对数据采集与对一次开关的人为控制，上升到对现场数据的自动管理。电压自动控制（AVC）作为系统对现场数据在线管理的手段之一，也作为EMS的一部分，同时投入了运行。

在变电站投运之初，由于系统软件设置与实际运行工况没有完全重合，为了确保电压合格率，每天仍然要进行人工调节，主要表现在5个方面：一是上、下限的设置不合理，虽然自动化人员积极辅助调控人员对电网电压实时监视，及时加以人工调节，但是运行报表中的电压合格率还是较低；二是一次电气设备发生故障较多，如2011年11月3日，2号主变发生有载拒动，1号电容器甲组机构发生故障等问题；三是由于电缆出线，造成有功轻，导致容性占比高，cosφ变化无常，造成电容器投切次数过多等现象；四是个别站用电负荷由于晚上用电负荷轻，主变已调至最小档位，导致母线电压越上限时无可调设备；五是个别站主变容量有限，在负荷突变时瞬间越上下限的状况很严重。

2 寻找电压合格率过低的主因

经过寻找问题的主要原因和排查设备隐患，在调控中心运方人员的支持下，通过改变电网运行方式，解决了一些现场运行问题或将问题的影响程度减至最轻，但是前卫站10kV二段电压合格率时常过低问题，仍没有得到很好解决。经过核对实时采集数据与现场数据，表明数据采集和传输都正常。

在打开前卫变电站一次接线画面，查看2012年11月24日电压实时运行状况时，发现电压曲线存在不合格时段，参见图1至图3。

图3 10kV二段Ⅱ母线有功曲线

图1为目前35kV前卫站10kV二段母线运行接线图；图2为2012年11月24日前卫站10 kV二段Ⅱ母线电压曲线，操作上限为10.7kV，下限为10.0kV；图3为2012年11月24日2号主变10kV二段Ⅱ母线有功曲线。由3张图可以看出，2012年11月24日二段母线电压在8：00～10：00时段，有近一半时间电压不合格。10：00以后，母线电压在合格范围内运行，而且主变负荷曲线与实际负荷变化相吻合，但2号主变有载没有动作，II母电容器也没有投切，这种状况几何每周都要发生。

为此，分析了当天AVC及全网的运行状况，发现AVC采用的是集中控制方式，当天AVC运行正常，但其他变电站没有类似状况发生；查看现场信息参数表，与其他变电站的设置一致；当日现场主变没有发出一次、二次的保护故障信息；AVC没有对2号主变进行过有载调节与电容器投切，说明电压不合格没有为系统调节创造条件。

分析认为，只要主变不发生故障信号，遥测数据一越下限，AVC就应通过SCADA系统对主变有载调节器进行调节，或对电容器进行分组投切，可当时为何都没有相关操作呢？进一步对动作要求分析：

1）分段母线电压低于动作阀值 AVC动作的阀值电压为10.05kV，软件动作设定5min为1个时间周期，只要5min内3点全不合格，AVC动作，这是动作的必要与充分条件。

2）主变相关设备运行正常 主变二侧开关，主变保护信号，有载回路无异常信号发生，确保了保证动作的充分条件。

3）通道运行正常 当日通道路无异常信号出现，是保证动作的充分条件。

从10kV二段Ⅱ母线电压曲线来看，在当日的8：00～10：00时段，调整电压不越下限的主因以及传输通道、主变保护正常的次因操作条件是完全具备的。

3 分析电压合格率过低的原因

仔细核对2台主变的运行数据，发现2号主变与1号主变不同的是，遥测数据中2号主变有功为4.9kW，且长时间不变。这是因为前卫站的主要负荷提供给生态示范区，工业用电时常在22：00开始。白天工业负荷几何为零，只有景区内的餐饮服务业客户用电，所以负荷低也较为稳定。晚上与白天负荷之比，接近数倍。进一步查证，发现采集数据与现场数据一致，但两台主变负荷不平衡，即2号主变负荷为490kW，长时间不变；1号主变负荷在1 500kW以上，且负荷不断在刷新。

为此提出能不能割接一部分负荷到2号主变的方案，由于电网结构特殊，涉及电网运行方式，割接负荷困难，运方不能采用这个建议。

数据长时间不变，在SCADA系统认为是死数，死数相关的设备定义为非正常状态，AVC是闭环运行的，为了保证AVC可靠运行，对环境要求非常苛刻，只要有1个因素不具备，系统就会自动闭锁有关操作。通过多次研究发现，AVC的大量数据来自SCADA，SCADA上一旦产生“死数”，就会发出数据“非法”提示。AVC模块与SCADA模块本身就是EMS的一部分，其关系图如图4所示。

从图4可以看出，在EMS系统中，AVC是建于SCADA系统之上的1个模块。数据主要依赖SCADA中Svr数据库。当AVC所用数据在SCADA数据确定为异常时，AVC就将该数据的相关设备操作封锁。也就是说，当确认某厂站所有、或部分遥测为“死数”时，可作为判断站内交换系统、站内工作模块、上行通道等工作状态的辅助依据。

“死数”定义为：数据在某段设定时间不变化，经系统自动识别后，发出告警信息，提示有关人员。当AVC收到“死数”提示后，封锁自动控制系统的对应操作，这是确保设备正常工作的一个手段。对AVC来说，除了对10kV母线电压反应敏感外，对现场故障信号也很敏感，可起到防误动的作用。

在实际运用中，AVC只关心电压是否合格，对主变和母线负荷大小，不作为关心的选项。只要不是模块及以上所述参数的异常，AVC可以照动不误。对主变模块AVC选择了I、P、Q作为参考信息，所有信息是逻辑“或”条件，一有异常，告警就会发出，并封锁相关操作。

4 解决电压合格率过低的方法

从发现电压合格率过低现象，寻找主要原因和排除隐患，到深入分析症结所在，得出只要重新命名相关参数的死数定值时间，改变P、Q二项参数，对系统的诊断是没有影响的。因为I、cosφ依然可以作为判别条件。经过反复论证，并与厂方进行沟通，并报调控中心批准，在SCADA参数表中，把P、Q的“死数”诊断时间，由600改为0。修改后，电压合格率大为改观。

对于修改“死数”诊断时间后的1个月中，偶尔出现电压合格率低的现象，是因为在电压合格率低的时段之前，无功功率占比大，母线电压有尖峰出现，导致AVC对电容器进行操作，形成母线电压突变，10min后有载反方向操作，电压趋于正常。这种现象大多发生在4：00以前。为此，将无功监测分成0：00～4.00和4.00～24.00两个时段，并赋于不同的无功功率限值。

5 结语

经过对“死数”与时段的重新设定，现在前卫站10kV电压合格率，由原先低于99.00%，到目前几何天天100%。当然，对2号主变的运行状况还要多一分关注，以防发生其他意外。建议相关部门结合现场运行状况，合理分配主变负荷；新系统投运要加强系统应用培训和技术指导；软件供货商要跟踪新系统运行状况，多提供些特殊调节手段；自动化人员要熟悉新系统、掌握新系统和用好新系统。

电压合格率低的问题解决，得益于崇明供电公司领导及调控中心的大力支持，在此表示感谢；同时也感谢东方电子厂家的大力协助；感谢单位同事的帮助和指导。