第3章變電站綜合自動化

1、 電網(wǎng)電網(wǎng)調度自動化調度自動化發(fā)電廠自動化發(fā)電廠自動化火電廠自動化火電廠自動化水電廠自動化水電廠自動化配電網(wǎng)自動化配電網(wǎng)自動化變電站綜合自動化變電站綜合自動化電力系統(tǒng)自動化電力系統(tǒng)自動化 變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術在變電站領域的綜合應用。術在變電站領域的綜合應用。 只有通過變電站自動化系統(tǒng)才能向電力系統(tǒng)的調度中心只有通過變電站自動化系統(tǒng)才能向電力系統(tǒng)的調度中心提供完整和可靠的信息，調度中心才能了解和掌握電力系統(tǒng)提供完整和可靠的信息，調度中心才能了解和掌握電力系統(tǒng)實時的運行狀態(tài)。實時的運行狀態(tài)。 同時，調度中心對電力系統(tǒng)要下

2、發(fā)各種遠方控制命令，同時，調度中心對電力系統(tǒng)要下發(fā)各種遠方控制命令，這些命令只有通過變電站的自動化裝置才能最終完成。這些命令只有通過變電站的自動化裝置才能最終完成。 也可以說沒有一個完整、先進、可靠的基礎自動化就不也可以說沒有一個完整、先進、可靠的基礎自動化就不可能實現(xiàn)一個高水平的電網(wǎng)調度自動化?？赡軐崿F(xiàn)一個高水平的電網(wǎng)調度自動化。常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)主要由繼電保護、就地監(jiān)控、遠動常規(guī)變電站的二次系統(tǒng)主要由繼電保護、就地監(jiān)控、遠動裝置、錄波裝置等組成。裝置、錄波裝置等組成。 在實際應用中，是按繼電保護、遠動、就地監(jiān)控、測量、錄在實際應用中，是按繼電保護、遠動、就地監(jiān)控、測量、錄波等功能組織的。

3、相應的就有保護屏、控制屏、錄波屏、中央波等功能組織的。相應的就有保護屏、控制屏、錄波屏、中央信號屏等。信號屏等。 每一個一次設備，例如每一個一次設備，例如1 1臺變壓器、臺變壓器、 1 1組電容器等，都與這組電容器等，都與這些屏有關，因而，每個設備的電流互感器的二次側，都需要分些屏有關，因而，每個設備的電流互感器的二次側，都需要分別引到這些屏上。別引到這些屏上。 同樣，斷路器的跳、合閘操作回路，也需要連到保護屏、控同樣，斷路器的跳、合閘操作回路，也需要連到保護屏、控制屏、制屏、 遠動屏及其他自動裝置屏上。遠動屏及其他自動裝置屏上。 此外，對同一個一次設備，與之相應的各二次設備此外，對同一個一次

4、設備，與之相應的各二次設備( (屏屏) ) 之之間，保護與遠動設備之間都有許多連線。間，保護與遠動設備之間都有許多連線。 由于各設備安裝在不同地點，因而變電站內(nèi)電纜錯綜復雜。由于各設備安裝在不同地點，因而變電站內(nèi)電纜錯綜復雜。 隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術的應用，在變電站自動化階段，將隨著大規(guī)模集成電路和微處理器技術的應用，在變電站自動化階段，將原來由晶體管等分立元件組成的自動裝置逐步由大規(guī)模集成電路或微處原來由晶體管等分立元件組成的自動裝置逐步由大規(guī)模集成電路或微處理器替代。理器替代。微機監(jiān)控、微機保護、微機遠動裝置分別設置，分別完成各自的功能。微機監(jiān)控、微機保護、微機遠動裝置分別設置，

5、分別完成各自的功能。 優(yōu)點優(yōu)點: 由于采用了數(shù)字電路，縮小了體積，明顯的顯示出優(yōu)越性。由于采用了數(shù)字電路，縮小了體積，明顯的顯示出優(yōu)越性。 利用微處理器的智能和計算能力，可以應用和發(fā)展新的算法，提高了利用微處理器的智能和計算能力，可以應用和發(fā)展新的算法，提高了測量的準確度和控制的可靠性，還擴充了新的功能。測量的準確度和控制的可靠性，還擴充了新的功能。 裝置本身的故障自診斷能力，對提高裝置自身的可靠性是很有意義的。裝置本身的故障自診斷能力，對提高裝置自身的可靠性是很有意義的。 缺點：缺點： 各自動化裝置仍是獨立運行，不能互相通信，不能共享資源。各自動化裝置仍是獨立運行，不能互相通信，不能共享資源

6、。微機化后的設備體積縮小、可靠性提高。這些微機型的裝微機化后的設備體積縮小、可靠性提高。這些微機型的裝置盡管功能不一樣，其硬件配置都大體相同。除微機系統(tǒng)本置盡管功能不一樣，其硬件配置都大體相同。除微機系統(tǒng)本身外，無非是對各種模擬量、開關量的數(shù)據(jù)采集，以及輸身外，無非是對各種模擬量、開關量的數(shù)據(jù)采集，以及輸 入入/ /輸出接口電路，并且裝置要采集的量和要控制的對象還有輸出接口電路，并且裝置要采集的量和要控制的對象還有許多是共同的，因而顯得設備重復、數(shù)據(jù)不共享、通道不共許多是共同的，因而顯得設備重復、數(shù)據(jù)不共享、通道不共用、電纜依舊錯綜復雜等問題依然存在。用、電纜依舊錯綜復雜等問題依然存在。變電站

7、綜合自動化是將變電站的二次設備變電站綜合自動化是將變電站的二次設備(包括測量儀包括測量儀表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自表、信號系統(tǒng)、繼電保護、自 動裝置和遠動裝置等動裝置和遠動裝置等)經(jīng)過功能經(jīng)過功能的組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技的組合和優(yōu)化設計，利用先進的計算機技術、現(xiàn)代電子技 術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全變電站的一次設備術、通信技術和信號處理技術，實現(xiàn)對全變電站的一次設備和輸、配電線路的自動監(jiān)視、和輸、配電線路的自動監(jiān)視、 測量、控制和保護、以及與調測量、控制和保護、以及與調度中心進行信息交換等功能。度中心進行信息交換等功能。 因此，變電站綜合自動化是自動化技術、計

8、算機技術和通因此，變電站綜合自動化是自動化技術、計算機技術和通信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。信技術等高科技在變電站領域的綜合應用。 變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集變電站綜合自動化系統(tǒng)可以采集到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，到比較齊全的數(shù)據(jù)和信息，利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便地監(jiān)視和利用計算機的高速計算能力和邏輯判斷功能，可方便地監(jiān)視和 控制變電站內(nèi)各種設備的運行和操作。控制變電站內(nèi)各種設備的運行和操作。 變電站綜合自動化系統(tǒng)利用多臺微機子系統(tǒng)組成自動化系變電站綜合自動化系統(tǒng)利用多臺微機子系統(tǒng)組成自動化系統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視統(tǒng)，代替常規(guī)的測量和監(jiān)視 儀表，代替常規(guī)控制屏、中央

9、信儀表，代替常規(guī)控制屏、中央信號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護，改變常號系統(tǒng)和遠動屏，用微機保護代替常規(guī)的繼電保護，改變常規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。規(guī)的繼電保護裝置不能與外界通信的缺陷。因此，綜合自動化的核心是自動監(jiān)控系統(tǒng)，而綜合自動化因此，綜合自動化的核心是自動監(jiān)控系統(tǒng)，而綜合自動化的紐帶是監(jiān)控系統(tǒng)的局域通信網(wǎng)絡，它把微機繼電保護、微機的紐帶是監(jiān)控系統(tǒng)的局域通信網(wǎng)絡，它把微機繼電保護、微機自動裝置、微機遠動功能綜合在一起形成一個具有遠方功能的自動裝置、微機遠動功能綜合在一起形成一個具有遠方功能的自動監(jiān)控系統(tǒng)。自動監(jiān)控系統(tǒng)。 三、變電站綜合自動化的基本特征三、變電站綜合

10、自動化的基本特征 變電站綜合自動化就是通過監(jiān)控系統(tǒng)的局域網(wǎng)或現(xiàn)場總變電站綜合自動化就是通過監(jiān)控系統(tǒng)的局域網(wǎng)或現(xiàn)場總線，將微機保護、微機自動裝置、微機遠動裝置采集的模擬量、線，將微機保護、微機自動裝置、微機遠動裝置采集的模擬量、開關量、脈沖量及一些非電量信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理及功能的重開關量、脈沖量及一些非電量信號，經(jīng)過數(shù)據(jù)處理及功能的重新組合，按照預定的程序和要求，新組合，按照預定的程序和要求， 對變電站實現(xiàn)綜合性的監(jiān)視對變電站實現(xiàn)綜合性的監(jiān)視和調度。和調度。 變電站無人值班與有人值班是兩種不同的管理模式，與變變電站無人值班與有人值班是兩種不同的管理模式，與變電站一、二次系統(tǒng)技術水平，電站一、二次

11、系統(tǒng)技術水平， 是否實現(xiàn)自動化沒有直接關系。是否實現(xiàn)自動化沒有直接關系。 一、二次設備可靠性的提高和采用先進技術，可以為無人一、二次設備可靠性的提高和采用先進技術，可以為無人 值班提供更為有利的條件，但不是必須具備的條件。值班提供更為有利的條件，但不是必須具備的條件。 變電站綜合自動化為無人值班的管理模式，提供了技術保變電站綜合自動化為無人值班的管理模式，提供了技術保證，提高了安全運行的可靠性。證，提高了安全運行的可靠性。 1995 1995年，國家電力調度通信中心要求現(xiàn)有年，國家電力調度通信中心要求現(xiàn)有35kV35kV和和110kV110kV變電變電站，在條件具備時逐步實現(xiàn)無人值班，新建變電

12、站可根據(jù)調度站，在條件具備時逐步實現(xiàn)無人值班，新建變電站可根據(jù)調度和管理需要以及規(guī)劃要求，按無人值班設計。和管理需要以及規(guī)劃要求，按無人值班設計。 為保證電力系統(tǒng)運行的安全可靠，微機保護通常獨立于為保證電力系統(tǒng)運行的安全可靠，微機保護通常獨立于監(jiān)控系統(tǒng)，專門負責系統(tǒng)運行過程中的故障檢測和處理。監(jiān)控系統(tǒng)，專門負責系統(tǒng)運行過程中的故障檢測和處理。變電站綜合自動化系統(tǒng)中的微機保護主要包括：變電站綜合自動化系統(tǒng)中的微機保護主要包括： 輸電線路保護；輸電線路保護； 電力變壓器保護；電力變壓器保護； 母線保護；母線保護； 電容器保護；電容器保護； 小電流接地系統(tǒng)自動選線；小電流接地系統(tǒng)自動選線； 自動重合

13、閘等。自動重合閘等。 變電站需采集的模擬量有：變電站需采集的模擬量有： 各段母線的電壓電流、有功功率、無功功率、頻率、相各段母線的電壓電流、有功功率、無功功率、頻率、相位、功率因數(shù)等。位、功率因數(shù)等。 主變壓器電壓、電流、有功功率和無功功率、油溫等。主變壓器電壓、電流、有功功率和無功功率、油溫等。 饋線電流、電壓、有功功率、無功功率，功率因數(shù)等。饋線電流、電壓、有功功率、無功功率，功率因數(shù)等。 直流電源電壓、站用變壓器電壓等直流電源電壓、站用變壓器電壓等。 電容器的電流、無功功率，電容器的電流、無功功率，1 1）模擬量的采集。）模擬量的采集。 對變電站的運行工況和設備狀態(tài)進行自動監(jiān)視，即對變電

14、對變電站的運行工況和設備狀態(tài)進行自動監(jiān)視，即對變電站各種開關量變位情況和各種模擬量進行監(jiān)視。站各種開關量變位情況和各種模擬量進行監(jiān)視。 通過開關量變位監(jiān)視，可監(jiān)視變電站中斷路器、隔離開關、通過開關量變位監(jiān)視，可監(jiān)視變電站中斷路器、隔離開關、接地開關、變壓器分接頭的位置和動作情況。接地開關、變壓器分接頭的位置和動作情況。 繼電保護和自動裝置的動作情況以及它們的動作順序等。繼電保護和自動裝置的動作情況以及它們的動作順序等。 模擬量的監(jiān)視分為正常的測量和超過限定值的報警、事故時模擬量的監(jiān)視分為正常的測量和超過限定值的報警、事故時模擬量變化的追憶等。模擬量變化的追憶等。 當變電站有非正常狀態(tài)發(fā)生和設備

15、異常時，監(jiān)控系統(tǒng)能及時當變電站有非正常狀態(tài)發(fā)生和設備異常時，監(jiān)控系統(tǒng)能及時在當?shù)鼗蜻h方發(fā)出事故音響或語音報警，并在顯示器上自動推在當?shù)鼗蜻h方發(fā)出事故音響或語音報警，并在顯示器上自動推出報警畫面，為運行人員提供分析處理事故的信息，同時可將出報警畫面，為運行人員提供分析處理事故的信息，同時可將事故信息進行存儲和打印。事故信息進行存儲和打印。 報警方式主要有報警方式主要有: : 自動推出畫面、報警、語音或音響提示、閃光報警、信息自動推出畫面、報警、語音或音響提示、閃光報警、信息操作提示操作提示 ( (如控制操作超時如控制操作超時) )等。等。 母線電壓報警，即當電壓偏差超出允許范圍且越限連續(xù)累母線電

16、壓報警，即當電壓偏差超出允許范圍且越限連續(xù)累計時間達一定值計時間達一定值( (例如例如30s)30s)后報警后報警; ; 線路負荷電流越限報警，即按設備容量及相應允許越限時線路負荷電流越限報警，即按設備容量及相應允許越限時間來報警間來報警; ; 主變壓器過負荷報警，按規(guī)程要求分正常過負荷、事故過主變壓器過負荷報警，按規(guī)程要求分正常過負荷、事故過 負荷報警負荷報警; ; 系統(tǒng)頻率偏差報警，當其頻率監(jiān)視點超出允許值時的報警系統(tǒng)頻率偏差報警，當其頻率監(jiān)視點超出允許值時的報警; ;消弧線圈接地系統(tǒng)中性點位移電壓越限及累計時間超出允許消弧線圈接地系統(tǒng)中性點位移電壓越限及累計時間超出允許值時報警值時報警;

17、 ; 母線上的進出功率及電能量不平衡越限報警母線上的進出功率及電能量不平衡越限報警; ; 直流電壓越限報警。直流電壓越限報警。對于一個典型的變電站，應報警的參數(shù)有對于一個典型的變電站，應報警的參數(shù)有: :110KV110KV及以上的重要輸電線路發(fā)生故障的影響大。必須盡及以上的重要輸電線路發(fā)生故障的影響大。必須盡快查找故障點，以縮短修復時間，盡快恢復供電，減小損失。快查找故障點，以縮短修復時間，盡快恢復供電，減小損失。 設置故障錄波和各種測距是解決此問題的最好途徑。設置故障錄波和各種測距是解決此問題的最好途徑。 變電站的故障錄波和測距可采用兩種方法實現(xiàn)，一是由微變電站的故障錄波和測距可采用兩種方

18、法實現(xiàn)，一是由微機保護裝置兼作故障記錄和測距，在將記錄和測距結果送監(jiān)機保護裝置兼作故障記錄和測距，在將記錄和測距結果送監(jiān)控機存儲和打印輸出或是直接送調度主站，這種方法可節(jié)約控機存儲和打印輸出或是直接送調度主站，這種方法可節(jié)約投資，減小硬件投資，但故障記錄的數(shù)量有限；另外的方法投資，減小硬件投資，但故障記錄的數(shù)量有限；另外的方法就是采用專門的微機故障錄波器，并且故障錄波器應具有串就是采用專門的微機故障錄波器，并且故障錄波器應具有串行通信功能，可以與監(jiān)視系統(tǒng)通信。行通信功能，可以與監(jiān)視系統(tǒng)通信。故障錄波器用于電力系統(tǒng)，可在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自故障錄波器用于電力系統(tǒng)，可在系統(tǒng)發(fā)生故障時，自動地、準確地

19、記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情動地、準確地記錄故障前、后過程的各種電氣量的變化情況，通過對這些電氣量的分析、比較、對分析處理事故、況，通過對這些電氣量的分析、比較、對分析處理事故、判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著判斷保護是否正確動作、提高電力系統(tǒng)安全運行水平有著重要作用。重要作用。此裝置由3部分組成：檢測部分、計算部分、上位機控制部分D7656將6路模擬量轉換成數(shù)字量，DSP利用FFT算法對電壓電流的數(shù)字量進行分析，提取出基波和各次諧波分量，并算出有功功率、無功功率等值，再傳遞給C8051單片機和終端計算機；外接于單片機的鍵盤控制LCD顯示波形。 計算機波形數(shù)據(jù)的顯示

20、、存儲和打印等。系統(tǒng)運行情況如下：利用霍爾電流傳感器和霍爾電壓傳感器采集電網(wǎng)的各項電壓電流，通過濾波器濾去高、低頻干擾，對電網(wǎng)三相電壓、電流等基本參數(shù)進行實時檢測，所測的6路模擬量傳遞給AD7656； 35KV 35KV、10KV10KV、6KV6KV的配電線路很少專門設置故障錄波的配電線路很少專門設置故障錄波器，為了分析故障的方便，可以設置簡單故障記錄功能。器，為了分析故障的方便，可以設置簡單故障記錄功能。 故障記錄功能是記錄繼電保護動作前后與故障有關的電故障記錄功能是記錄繼電保護動作前后與故障有關的電流量和母線電壓。流量和母線電壓。 故障記錄量的選擇可以按照以下的原則：故障記錄量的選擇可以

21、按照以下的原則： 對于大量中、低壓變電站，沒有配備專門的故障錄波裝對于大量中、低壓變電站，沒有配備專門的故障錄波裝置，而置，而10KV10KV出線數(shù)量大、故障率高，在監(jiān)控系統(tǒng)中設置故障出線數(shù)量大、故障率高，在監(jiān)控系統(tǒng)中設置故障記錄功能，對分析和掌握情況、判斷保護動作是否正確很有記錄功能，對分析和掌握情況、判斷保護動作是否正確很有益處。益處。 在電力系統(tǒng)輸電線上經(jīng)常發(fā)生各種短路故障，在故障點在電力系統(tǒng)輸電線上經(jīng)常發(fā)生各種短路故障，在故障點有些故障現(xiàn)象比較明顯，比較好辨認，有些故障則現(xiàn)象有些故障現(xiàn)象比較明顯，比較好辨認，有些故障則現(xiàn)象不太明顯，如在中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，不太明顯，如在

22、中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地故障時，由于接地電流小，所以在故障點造成的損害小，當保護由于接地電流小，所以在故障點造成的損害小，當保護切除這一故障后，故障點有時很難查找，但這一故障點切除這一故障后，故障點有時很難查找，但這一故障點由于絕緣已經(jīng)發(fā)生變化，相對整條線路而言比較薄弱，由于絕緣已經(jīng)發(fā)生變化，相對整條線路而言比較薄弱，所以很可能是下一次故障的發(fā)生地，因此，仍然需要盡所以很可能是下一次故障的發(fā)生地，因此，仍然需要盡快找到?？煺业?。 當前故障測距方法可以分為兩大類，一類是利用線路故障當前故障測距方法可以分為兩大類，一類是利用線路故障時由錄波裝置得到的各種電氣量信息（電壓、電流等），時由錄波裝置

23、得到的各種電氣量信息（電壓、電流等），通過建立合適的線路模型，運用電力系統(tǒng)分析的手段得到通過建立合適的線路模型，運用電力系統(tǒng)分析的手段得到故障點。故障點。 另一類測距方法與雷達的原理相似，在輸電線發(fā)生故障時，另一類測距方法與雷達的原理相似，在輸電線發(fā)生故障時，通過物理手段（測距裝置）向線路上施加一定的信號，這通過物理手段（測距裝置）向線路上施加一定的信號，這一信號在故障點會發(fā)生反射和折射，分析得到的反射信號一信號在故障點會發(fā)生反射和折射，分析得到的反射信號即可計算出十分準確的測距結果。即可計算出十分準確的測距結果。 一般第一類方法的測距精度為線路長度的一般第一類方法的測距精度為線路長度的2-3

24、%2-3%，第二類方，第二類方法的測距精度可達一個桿塔行距以內(nèi)（法的測距精度可達一個桿塔行距以內(nèi)（500500米），由此可米），由此可見第二類方法的測距精度之高。見第二類方法的測距精度之高。 事故順序記錄就是對變電站內(nèi)的繼電保護、自動裝置、斷路事故順序記錄就是對變電站內(nèi)的繼電保護、自動裝置、斷路器等在事故時動作的先后順序自動記錄。器等在事故時動作的先后順序自動記錄。 微機保護或監(jiān)控系統(tǒng)采集環(huán)節(jié)必須有足夠的內(nèi)存，能存放足微機保護或監(jiān)控系統(tǒng)采集環(huán)節(jié)必須有足夠的內(nèi)存，能存放足夠數(shù)量或足夠長時間的時間順序記錄，確保當后臺監(jiān)控系統(tǒng)夠數(shù)量或足夠長時間的時間順序記錄，確保當后臺監(jiān)控系統(tǒng)或遠方幾種控制主站通信

25、中斷時，不會丟失事件的信息。或遠方幾種控制主站通信中斷時，不會丟失事件的信息。 記錄事件發(fā)生的時間應該精確到毫秒級。記錄事件發(fā)生的時間應該精確到毫秒級。 自動記錄的報告可在顯示器上顯示和打印輸出。順序記錄的自動記錄的報告可在顯示器上顯示和打印輸出。順序記錄的報告對分析事故、評價繼電保報告對分析事故、評價繼電保 護和自動裝置以及斷路器的動作護和自動裝置以及斷路器的動作情況是非常有用的。情況是非常有用的。 操作人員能通過屏幕對斷路器和隔離開關（如果允許操作人員能通過屏幕對斷路器和隔離開關（如果允許電動操作的話）進行分、合操作。電動操作的話）進行分、合操作。 對變壓器分接頭開關位置進行調節(jié)控制。對變

26、壓器分接頭開關位置進行調節(jié)控制。 對電容器進行投切控制。對電容器進行投切控制。 能接受遙控操作命令，進行遠方操作。能接受遙控操作命令，進行遠方操作。 為防止計算機系統(tǒng)故障時無法操作被控設備，在設計為防止計算機系統(tǒng)故障時無法操作被控設備，在設計時，應保留人工直接跳閘、合閘的手段。時，應保留人工直接跳閘、合閘的手段。 所有的操作控制均能就地和遠方控制、就地和遠方切所有的操作控制均能就地和遠方控制、就地和遠方切換相互閉鎖，自動和手動相互閉鎖。換相互閉鎖，自動和手動相互閉鎖。 操作閉鎖包括以下內(nèi)容操作閉鎖包括以下內(nèi)容: : 操作系統(tǒng)出口具有斷路器跳閘、合閘閉鎖功能。根據(jù)實操作系統(tǒng)出口具有斷路器跳閘、合

27、閘閉鎖功能。根據(jù)實時信息，自動實現(xiàn)斷路器、隔離開關操作閉鎖功能，適應一時信息，自動實現(xiàn)斷路器、隔離開關操作閉鎖功能，適應一次設備現(xiàn)場維護操作的次設備現(xiàn)場維護操作的“電腦五防電腦五防 操作及閉鎖系統(tǒng)。操作及閉鎖系統(tǒng)。 “五防五防”功能功能： 防止帶負荷拉、合隔離開關，防止誤人帶電間隔，防止防止帶負荷拉、合隔離開關，防止誤人帶電間隔，防止誤分、合斷路器，防止帶電掛接地線，防止帶地線合隔離開誤分、合斷路器，防止帶電掛接地線，防止帶地線合隔離開關。關。 顯示器屏幕操作閉鎖功能是指只有輸入正確的操作口令顯示器屏幕操作閉鎖功能是指只有輸入正確的操作口令和監(jiān)護口令后才有權進行操作控制。和監(jiān)護口令后才有權進行

28、操作控制。 （6 6）人機聯(lián)系功能）人機聯(lián)系功能 其內(nèi)容包括：其內(nèi)容包括：主變和輸電線路有功和無功功率每天的主變和輸電線路有功和無功功率每天的最大和最小值以及相應的時間；母線電壓每天記錄的最高最大和最小值以及相應的時間；母線電壓每天記錄的最高值和最低值以及相應的時間；計算受配電電能平衡率；統(tǒng)值和最低值以及相應的時間；計算受配電電能平衡率；統(tǒng)計斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累計斷路器動作次數(shù)；斷路器切除故障電流和跳閘次數(shù)的累積時間；控制操作和修改整定值記錄等。積時間；控制操作和修改整定值記錄等。 記錄的數(shù)據(jù)可以通過系統(tǒng)的打印機進行數(shù)據(jù)打印，以記錄的數(shù)據(jù)可以通過系統(tǒng)的打印機進行數(shù)據(jù)

29、打印，以供變電站管理和歷史存檔。供變電站管理和歷史存檔。 各變電站的運行報表可就地打印，也能集中在控制中各變電站的運行報表可就地打印，也能集中在控制中心打印輸出。心打印輸出。（7 7）后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計和打印功能）后臺數(shù)據(jù)統(tǒng)計和打印功能 變電站綜合自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提變電站綜合自動化系統(tǒng)必須具有保證安全、可靠供電和提高電能質量的自動控制功能。高電能質量的自動控制功能。 為此，典型的變電站綜合自動化系統(tǒng)都配置了相應的自動為此，典型的變電站綜合自動化系統(tǒng)都配置了相應的自動控制裝置，如電壓、無功綜合控制裝置、低頻率減負荷控控制裝置，如電壓、無功綜合控制裝置、低頻率減負荷控制裝置、備用電

30、源自投控制裝置、小電流接地選線裝置等制裝置、備用電源自投控制裝置、小電流接地選線裝置等 變電站電壓、無功綜合控制是利用有載調壓變壓器和母線變電站電壓、無功綜合控制是利用有載調壓變壓器和母線無功補償電容器及電抗器進行局部的電壓及無功補償?shù)淖詣诱{無功補償電容器及電抗器進行局部的電壓及無功補償?shù)淖詣诱{節(jié)，使負荷側母線電壓偏差在規(guī)定范圍以內(nèi)。節(jié)，使負荷側母線電壓偏差在規(guī)定范圍以內(nèi)。 在調度在調度 ( (控制控制) )中心直接控制時，變壓器的分接頭開關調中心直接控制時，變壓器的分接頭開關調整和電容器組的投切直接接受遠方控制，整和電容器組的投切直接接受遠方控制， 當調度當調度( (控制控制) )中心中心給

31、定電壓曲線或無功曲線的情況下，則由變電站綜合自動化系給定電壓曲線或無功曲線的情況下，則由變電站綜合自動化系統(tǒng)就地進行控制。統(tǒng)就地進行控制。 電力系統(tǒng)的頻率是電能質量最重要的指標之一。在系統(tǒng)電力系統(tǒng)的頻率是電能質量最重要的指標之一。在系統(tǒng)正常運行時必須維持電網(wǎng)的頻率在正常運行時必須維持電網(wǎng)的頻率在50Hz50Hz（0.10.10.20.2）HzHz的的范圍內(nèi)。范圍內(nèi)。 當電力系統(tǒng)因事故導致有功功率缺額而引起系統(tǒng)頻率下當電力系統(tǒng)因事故導致有功功率缺額而引起系統(tǒng)頻率下降時，低頻率減負荷裝置應能及時自動斷開一部分負荷，防降時，低頻率減負荷裝置應能及時自動斷開一部分負荷，防止頻率進一步降低，以保證電力系

32、統(tǒng)穩(wěn)定運行和重要負荷的止頻率進一步降低，以保證電力系統(tǒng)穩(wěn)定運行和重要負荷的 正常工作。正常工作。 當系統(tǒng)頻率恢復到正常值之后，被切除的負荷可逐步遠當系統(tǒng)頻率恢復到正常值之后，被切除的負荷可逐步遠方手動恢復或可選擇延時分級自動恢復。方手動恢復或可選擇延時分級自動恢復。 小電流接地系統(tǒng)（我國小電流接地系統(tǒng)（我國3KV-66KV3KV-66KV配電網(wǎng)大多采用小電流接配電網(wǎng)大多采用小電流接地方式既中性點非有效接地方式）發(fā)生單相接地時，接地地方式既中性點非有效接地方式）發(fā)生單相接地時，接地點接地電流不大，三相電壓的對稱性和線電壓不變，用電點接地電流不大，三相電壓的對稱性和線電壓不變，用電設備仍可繼續(xù)運行

33、。所以允許繼續(xù)運行一段時間（一般為設備仍可繼續(xù)運行。所以允許繼續(xù)運行一段時間（一般為2 2個小時）。由于這時如果再發(fā)生另一點（特別是另一相）個小時）。由于這時如果再發(fā)生另一點（特別是另一相）接地，將會出現(xiàn)較大的短路電流而跳閘。為了防止由此而接地，將會出現(xiàn)較大的短路電流而跳閘。為了防止由此而產(chǎn)生的較大面積停電和由單相接地引發(fā)的其他問題，要求產(chǎn)生的較大面積停電和由單相接地引發(fā)的其他問題，要求帶發(fā)生單相接地后，盡快查找接地點，并將其隔離（進而帶發(fā)生單相接地后，盡快查找接地點，并將其隔離（進而排除接地），保證系統(tǒng)其它部分安全運行。排除接地），保證系統(tǒng)其它部分安全運行。 這種查找接地點（線路）的過程稱為

34、單相接地故障選線，通這種查找接地點（線路）的過程稱為單相接地故障選線，通?？捎檬謩又饤l線路拉閘的方式來選線。若拉開某條線路后常可用手動逐條線路拉閘的方式來選線。若拉開某條線路后接地現(xiàn)象消失，說明接地點在該線路上，則停用該線路進一接地現(xiàn)象消失，說明接地點在該線路上，則停用該線路進一步檢查并排除接地故障，故障排除后再恢復該線路的運行；步檢查并排除接地故障，故障排除后再恢復該線路的運行；若拉開某條線路后接地現(xiàn)象沒消失，說明節(jié)點不在該線路上，若拉開某條線路后接地現(xiàn)象沒消失，說明節(jié)點不在該線路上，可馬上合上開關恢復該線路供電，逐條線路查下去，直到查可馬上合上開關恢復該線路供電，逐條線路查下去，直到查找到

35、接電線路為止。找到接電線路為止。 單相接地故障選線也可用故障選線自動裝置來實現(xiàn)。單相接地故障選線也可用故障選線自動裝置來實現(xiàn)。 根據(jù)單相接地時中性點不接地系統(tǒng)的特點，目前選線裝根據(jù)單相接地時中性點不接地系統(tǒng)的特點，目前選線裝置主要基于零序功率方向原理，零序電流的幅值原理等。置主要基于零序功率方向原理，零序電流的幅值原理等。 綜合自動化變電所設備中，小電流接地選線功能是由接綜合自動化變電所設備中，小電流接地選線功能是由接于母線上的配出線保護裝置、開口三角電壓監(jiān)測點和主站于母線上的配出線保護裝置、開口三角電壓監(jiān)測點和主站共同完成的。當系統(tǒng)發(fā)生接地后，零序電壓共同完成的。當系統(tǒng)發(fā)生接地后，零序電壓(

36、3U0)(3U0)抬高，裝抬高，裝置感受到電壓有突變且幅值超過置感受到電壓有突變且幅值超過10 V10 V時，由集中測量裝置時，由集中測量裝置檢出向主站報送，再由主站向配出線的保護裝置廣播，并檢出向主站報送，再由主站向配出線的保護裝置廣播，并計算當前零序電壓計算當前零序電壓3U3U0 0及零序電流向量。再根據(jù)接在該母線及零序電流向量。再根據(jù)接在該母線上所有線路的零序電流的方向判斷接地點所在線路，從而上所有線路的零序電流的方向判斷接地點所在線路，從而使裝置判斷出故障所在，并分別向就地監(jiān)控計算機及遠方使裝置判斷出故障所在，并分別向就地監(jiān)控計算機及遠方控制中心報告，通知維護人員及時處理故障點控制中心

37、報告，通知維護人員及時處理故障點 。 小電流接地故障選線自動裝置工作原理小電流接地故障選線自動裝置工作原理中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，可得出如下結論：中性點不接地系統(tǒng)發(fā)生單相接地后，可得出如下結論： a) a) 電網(wǎng)中會出現(xiàn)零序電流和零序電壓，零序電壓大小等于電網(wǎng)中會出現(xiàn)零序電流和零序電壓，零序電壓大小等于 電網(wǎng)正常工作時的相電壓。電網(wǎng)正常工作時的相電壓。 單相接地時中性點不接地系統(tǒng)的特點單相接地時中性點不接地系統(tǒng)的特點 中性點不接地系統(tǒng)正常運行時，各相對地電壓是對稱中性點不接地系統(tǒng)正常運行時，各相對地電壓是對稱的，中性點對地電壓為零，電網(wǎng)中無零序電壓。的，中性點對地電壓為零，電網(wǎng)中無零序

38、電壓。 b)b)故障線路與非故障線路出現(xiàn)零序電流，故障線路零序電流故障線路與非故障線路出現(xiàn)零序電流，故障線路零序電流大小等于所有非接地線路零序電流之和，電容性無功功率大小等于所有非接地線路零序電流之和，電容性無功功率的方向為線路流向母線；非故障線路零序電流大小等于本的方向為線路流向母線；非故障線路零序電流大小等于本線路對地電容電流，其電容性無功功率的方向為母線流向線路對地電容電流，其電容性無功功率的方向為母線流向線路。線路。c)c)非故障線路零序電流超前零序電壓非故障線路零序電流超前零序電壓9090，故障線路的零序，故障線路的零序電流滯后零序電壓電流滯后零序電壓9090，故障線路的零序電流與非

39、故障線，故障線路的零序電流與非故障線路的零序電流方向相反。路的零序電流方向相反。 d)d)接地故障處電流的大小等于所有線路接地故障處電流的大小等于所有線路( (包括故障線路和非包括故障線路和非故障線路故障線路) )的接地電容電流的總和，并超前零序電壓的接地電容電流的總和，并超前零序電壓9090。 變電站綜合自動化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的變電站綜合自動化的通信功能包括系統(tǒng)內(nèi)部的現(xiàn)場級的通信和自動化系統(tǒng)與上級調度的通信兩部分。通信和自動化系統(tǒng)與上級調度的通信兩部分。現(xiàn)場級通信，主要解決自動化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機現(xiàn)場級通信，主要解決自動化系統(tǒng)內(nèi)部各子系統(tǒng)與上位機( (監(jiān)監(jiān) 控主機控主機)

40、 )和各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)和信息交換問題，它們的通和各子系統(tǒng)間的數(shù)據(jù)和信息交換問題，它們的通信范圍是變電站內(nèi)部。信范圍是變電站內(nèi)部。綜合自動化系統(tǒng)必須兼有綜合自動化系統(tǒng)必須兼有RTURTU的全部功能，應該能夠將所采的全部功能，應該能夠將所采集的模擬量和開關量集的模擬量和開關量 信息，以及事件順序記錄等遠傳至調度信息，以及事件順序記錄等遠傳至調度中心中心; ;同時應該能夠接收調度中心下達的各種操作、同時應該能夠接收調度中心下達的各種操作、 控制、修控制、修改定值等命令。改定值等命令。結結 構構 傳統(tǒng)變電站自動化改造模式由應用最普遍的遠方終端加傳統(tǒng)變電站自動化改造模式由應用最普遍的遠方終端加上當?shù)乇O(jiān)控

41、系統(tǒng)組成。上當?shù)乇O(jiān)控系統(tǒng)組成。 這種結構方式是在保留常規(guī)的電氣二次設備的基礎上，這種結構方式是在保留常規(guī)的電氣二次設備的基礎上，利用普遍運用的利用普遍運用的 RTURTU再配以變送器、不間斷電源再配以變送器、不間斷電源 (UPS)(UPS)等等構成。構成。一、傳統(tǒng)變電站改造模式一、傳統(tǒng)變電站改造模式此模式完全保留了此模式完全保留了RTURTU的的 功能和常規(guī)二次回路的設功能和常規(guī)二次回路的設計，適合于各種電壓等級計，適合于各種電壓等級的變電站利用傳統(tǒng)的的變電站利用傳統(tǒng)的RTURTU實現(xiàn)自動監(jiān)控功能。實現(xiàn)自動監(jiān)控功能。 集中式，是在控制室進行集中測控的集中式結集中式，是在控制室進行集中測控的集中

42、式結構。構。 即將變電站所有設備以遙測、遙信、遙脈、遙控、即將變電站所有設備以遙測、遙信、遙脈、遙控、遙調及保護功能劃分為不同的子系統(tǒng)。遙調及保護功能劃分為不同的子系統(tǒng)。綜合自動化系統(tǒng)集中式結構的框圖綜合自動化系統(tǒng)集中式結構的框圖集中式結構形式圖集中式結構形式圖 局域網(wǎng)系統(tǒng)局域網(wǎng)系統(tǒng)LAN適配器適配器站級測控主單元站級測控主單元35kV、110kV主 變 壓主 變 壓器器斷路器、斷路器、隔離開關及其他隔離開關及其他觸點的開關信號觸點的開關信號出線出線保護保護電電能能表表一次側一次側 TATV溫度、壓力溫度、壓力直流、交流直流、交流等模擬量等模擬量RS232或或RS485或其它或其它 遠方遠方

43、調度中心調度中心GPS 后臺后臺 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng) 模擬盤模擬盤遙信遙信單元單元遙控遙控單元單元保護保護單元單元電度電度單元單元遙測遙測單元單元遙測遙測單元單元變壓器變壓器保護保護集中式結構集中式結構 集中式，是在控制室進行集中測控的集中式結構。集中式，是在控制室進行集中測控的集中式結構。 即將變電站所有設備以遙測、遙信、遙脈、遙控、遙調即將變電站所有設備以遙測、遙信、遙脈、遙控、遙調及保護功能劃分為不同的子系統(tǒng)。及保護功能劃分為不同的子系統(tǒng)。間隔層又稱為間隔層又稱為1層，主要包括按間隔布置的繼電層，主要包括按間隔布置的繼電保護裝置，測量控制裝置，及保護裝置，測量控制裝置，及PT切換裝置、公共

44、切換裝置、公共信號裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制裝置等信號裝置、故障錄波裝置、電壓無功控制裝置等. 數(shù)采控制機和開關量采集處理機將數(shù)采單元和數(shù)采控制機和開關量采集處理機將數(shù)采單元和開關單元所采集的數(shù)據(jù)和開關狀態(tài)送給監(jiān)控機和送開關單元所采集的數(shù)據(jù)和開關狀態(tài)送給監(jiān)控機和送往調度中心，并接受由調度或監(jiān)控機下達的命令往調度中心，并接受由調度或監(jiān)控機下達的命令 用于大型變電站的綜合自動化系統(tǒng)在變電站管用于大型變電站的綜合自動化系統(tǒng)在變電站管理層可設有通信控制機，專門負責與調度中心理層可設有通信控制機，專門負責與調度中心通信，并設有工程師機，負責軟件開發(fā)與管理通信，并設有工程師機，負責軟件開發(fā)與管理功能

45、，其結構圖如圖功能，其結構圖如圖3-53-5所示。所示。 另外在功能間隔層可有各種錄波裝置等。另外在功能間隔層可有各種錄波裝置等。 局域網(wǎng)系統(tǒng)局域網(wǎng)系統(tǒng)LAN適配器適配器站級測控主單元站級測控主單元3 5 k V 、110kV主變壓器主變壓器開關狀態(tài)、開關狀態(tài)、電量檢測、電量檢測、出線保護出線保護等等RS232或或RS485或其它或其它 遠方遠方 調度中心調度中心GPS 后臺后臺 監(jiān)控系統(tǒng)監(jiān)控系統(tǒng) 模擬盤模擬盤變壓器變壓器保護保護RTU分布式結構分布式結構出線出線保護保護RTU開關狀態(tài)、開關狀態(tài)、電量檢測、電量檢測、進線保護進線保護等等進線進線保護保護RTU母線電壓、母線電壓、溫度、壓力溫度、

46、壓力等等測量測量保護保護RTU開關狀態(tài)、開關狀態(tài)、電量檢測、電量檢測、出線保護出線保護等等出線出線保護保護RTU 分層分布式結構，即將測控單元就地下放，安裝于一分層分布式結構，即將測控單元就地下放，安裝于一次設備上或其附近，以間隔為劃分，每一個間隔的測量、次設備上或其附近，以間隔為劃分，每一個間隔的測量、信號、脈沖、控制、保護綜合在一個測控單元上。信號、脈沖、控制、保護綜合在一個測控單元上。 這是目前國內(nèi)外最為流行、結構最為合理的、比較先進的這是目前國內(nèi)外最為流行、結構最為合理的、比較先進的一種綜合自動化系統(tǒng)。一種綜合自動化系統(tǒng)。 它是采用它是采用“面向對象面向對象”即面向電氣一次回路或電氣間

47、隔即面向電氣一次回路或電氣間隔( (如如1 1條出線、條出線、1 1臺變壓器、臺變壓器、1 1組電容器等組電容器等) )的方法進行設計的，的方法進行設計的，間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護單元做在一起，設計在間隔層中各數(shù)據(jù)采集、監(jiān)控單元和保護單元做在一起，設計在同一機箱中，并將這種機箱就地分散安裝在開關柜上或其他一同一機箱中，并將這種機箱就地分散安裝在開關柜上或其他一次設備附近。次設備附近。 各間隔單元的設備相互獨立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡由站各間隔單元的設備相互獨立，僅通過光纖或電纜網(wǎng)絡由站控機對它們進行管理和交換信息，這是將功能分布和物理分散控機對它們進行管理和交換信息，這是將功能分布和物

48、理分散兩者有機結合的結果兩者有機結合的結果。 通常，能在間隔層內(nèi)完成的功能一般不依賴通信網(wǎng)絡，如通常，能在間隔層內(nèi)完成的功能一般不依賴通信網(wǎng)絡，如保護功能本身不依賴于通信網(wǎng)絡，這就是分散式結構。保護功能本身不依賴于通信網(wǎng)絡，這就是分散式結構。 這種結構形式配置靈活，從安裝配置上除了能這種結構形式配置靈活，從安裝配置上除了能分散安裝在間隔開關柜上以外，還可以實現(xiàn)在控制分散安裝在間隔開關柜上以外，還可以實現(xiàn)在控制室內(nèi)集中組屏或分層組屏，即一部分集中在低壓開室內(nèi)集中組屏或分層組屏，即一部分集中在低壓開關室內(nèi)分別組屏關室內(nèi)分別組屏( (如如6kV-35kV6kV-35kV的配電線路的配電線路) )等。

49、等。 這種將配電線路的保護和測控單元分散安裝在這種將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內(nèi)，而高壓線路保護和主變壓器保護裝置等開關柜內(nèi)，而高壓線路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結構稱為分散和集中相結合的采用集中組屏的系統(tǒng)結構稱為分散和集中相結合的結構。如圖結構。如圖3-63-6所示。所示。 對于配電線路，可以將這個一體化的保護、測量、控制單對于配電線路，可以將這個一體化的保護、測量、控制單元分散安裝在各個開關柜中，然后由監(jiān)控主機通過光纜或電纜元分散安裝在各個開關柜中，然后由監(jiān)控主機通過光纜或電纜網(wǎng)絡，對這些單元進行管理和交換信息，這就是分散式的結構。網(wǎng)絡，對這些單元進行管理和交

50、換信息，這就是分散式的結構。 對于高壓線路保護裝置和變壓器保護裝置，仍采用集中組對于高壓線路保護裝置和變壓器保護裝置，仍采用集中組屏安裝在控制室內(nèi)。屏安裝在控制室內(nèi)。 這種將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內(nèi)，而這種將配電線路的保護和測控單元分散安裝在開關柜內(nèi)，而高壓線路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結構，高壓線路保護和主變壓器保護裝置等采用集中組屏的系統(tǒng)結構，稱為分散和集中相結合的結構。稱為分散和集中相結合的結構。 這是當前綜合自動化系統(tǒng)的主要結構形式。這是當前綜合自動化系統(tǒng)的主要結構形式。 分散安裝與集中組屏相結合的結構分散安裝與集中組屏相結合的結構（a）電氣主接線）電

51、氣主接線 （b）主控制室布置）主控制室布置 （c）安裝于開關柜的）安裝于開關柜的10kV保護測量控制一體化裝置保護測量控制一體化裝置 硬件結構為完全分散式的綜合自動化系統(tǒng)，是指以變壓硬件結構為完全分散式的綜合自動化系統(tǒng)，是指以變壓器、斷路器、母線等一次主設備為安裝單位，將保護、控制、器、斷路器、母線等一次主設備為安裝單位，將保護、控制、輸入輸入/ /輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設備的開關柜輸出、閉鎖等單元就地分散安裝在一次主設備的開關柜上。上。 安裝在主控制室的主控單元通過現(xiàn)場總線與分散的單元進安裝在主控制室的主控單元通過現(xiàn)場總線與分散的單元進行通信，主控單元通過網(wǎng)絡與監(jiān)控主機聯(lián)系。行

52、通信，主控單元通過網(wǎng)絡與監(jiān)控主機聯(lián)系。 其結構示意圖如圖其結構示意圖如圖3-73-7所示。所示。五、完全分散式的綜合自動化系統(tǒng)結構五、完全分散式的綜合自動化系統(tǒng)結構圖3-7完全分散式的綜合自動化系統(tǒng)結構示意圖第四節(jié)變電站電壓無功綜合控制子系統(tǒng)第四節(jié)變電站電壓無功綜合控制子系統(tǒng) 在電力系統(tǒng)的正常運行中，隨著用電負荷的變化和系統(tǒng)在電力系統(tǒng)的正常運行中，隨著用電負荷的變化和系統(tǒng)運行方式的改變，網(wǎng)絡中的電壓損耗也隨之發(fā)生變化。運行方式的改變，網(wǎng)絡中的電壓損耗也隨之發(fā)生變化。 要保證用戶在任何時刻都能在其額定電壓下工作是不現(xiàn)要保證用戶在任何時刻都能在其額定電壓下工作是不現(xiàn)實的。但其電壓偏移必須限制在允許

53、的范圍內(nèi)實的。但其電壓偏移必須限制在允許的范圍內(nèi)電壓對電力用戶的影響電壓對電力用戶的影響電壓對電力系統(tǒng)的影響電壓對電力系統(tǒng)的影響 電力系統(tǒng)電壓偏離額定值過大不僅影響電力用戶的正常工電力系統(tǒng)電壓偏離額定值過大不僅影響電力用戶的正常工作，同時也會影響電力系統(tǒng)本身。作，同時也會影響電力系統(tǒng)本身。 電壓降低，使網(wǎng)絡中的功率損耗和能量損耗加大，電壓過電壓降低，使網(wǎng)絡中的功率損耗和能量損耗加大，電壓過低還可能危及電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。低還可能危及電力系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。 在系統(tǒng)中無功功率不足，電壓水平低下的情況下，某些樞在系統(tǒng)中無功功率不足，電壓水平低下的情況下，某些樞紐變電所在母線電壓發(fā)生微小擾動的情況下

54、，會造成電壓大幅紐變電所在母線電壓發(fā)生微小擾動的情況下，會造成電壓大幅度下降的度下降的“電壓崩潰電壓崩潰”現(xiàn)象，其后果是相當嚴重的，可能導致現(xiàn)象，其后果是相當嚴重的，可能導致發(fā)電廠之間失去同步，造成整個系統(tǒng)瓦解的重大停電事故。發(fā)電廠之間失去同步，造成整個系統(tǒng)瓦解的重大停電事故。（1 1）同步發(fā)電機）同步發(fā)電機同步發(fā)電機目前是電力系統(tǒng)中惟一的有功功率電源，它又是同步發(fā)電機目前是電力系統(tǒng)中惟一的有功功率電源，它又是基本的無功功率電源?；镜臒o功功率電源。（2 2）同步調相機及同步電動機）同步調相機及同步電動機同步調相機是特殊運行狀態(tài)下的同步電動機，可視為不帶有同步調相機是特殊運行狀態(tài)下的同步電動機

55、，可視為不帶有功負荷的同步發(fā)電機或是不帶機械負荷的同步電動機。功負荷的同步發(fā)電機或是不帶機械負荷的同步電動機。（3 3）靜電電容器）靜電電容器（4 4）靜止無功功率補償器（）靜止無功功率補償器（SVCSVC）（5 5）高壓輸電線路的充電功率）高壓輸電線路的充電功率同步調相機同步調相機靜電電容器靜電電容器靜止無功補償裝置靜止無功補償裝置變電站電壓控制的裝置變電站電壓控制的裝置 同步調相機相當于空載運行的同步電動機。當它的轉子勵磁電流剛同步調相機相當于空載運行的同步電動機。當它的轉子勵磁電流剛好為某一特定值時，它發(fā)出的無功功率恰好為零。這時僅從電網(wǎng)中吸收好為某一特定值時，它發(fā)出的無功功率恰好為零。

56、這時僅從電網(wǎng)中吸收少量的有功功率用來克服機械旋轉阻力，維持同步速度空轉，當轉子勵少量的有功功率用來克服機械旋轉阻力，維持同步速度空轉，當轉子勵磁電流大于此特定值時，稱為過勵磁。在過勵磁運行時，磁電流大于此特定值時，稱為過勵磁。在過勵磁運行時， 它向系統(tǒng)供給它向系統(tǒng)供給感性無功功率起無功電源的作用；在欠勵磁運行時，它從系統(tǒng)吸取感性感性無功功率起無功電源的作用；在欠勵磁運行時，它從系統(tǒng)吸取感性無功功率起無功負荷作用。無功功率起無功負荷作用。 裝有自動勵磁調節(jié)裝置的同步調相機，能根據(jù)裝設地點電壓的數(shù)值裝有自動勵磁調節(jié)裝置的同步調相機，能根據(jù)裝設地點電壓的數(shù)值平滑改變輸出平滑改變輸出( (或吸取或吸取

57、) )的無功功率，進行電壓調節(jié)。特別是有強行勵磁的無功功率，進行電壓調節(jié)。特別是有強行勵磁裝置時，在系統(tǒng)故障情況下，還能調整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的裝置時，在系統(tǒng)故障情況下，還能調整系統(tǒng)的電壓，有利于提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。穩(wěn)定性。同步調相機同步調相機 電容器只能向系統(tǒng)供給無功功率。所供無功功率電容器只能向系統(tǒng)供給無功功率。所供無功功率Q QC C 與所與所在節(jié)點的電壓在節(jié)點的電壓U U的平方成正比，即的平方成正比，即QC =U 2 QC =U 2 * *CUCU (7-1)XC (7-1)XC 式中式中XCXC電容器的容抗。當節(jié)點電容器的容抗。當節(jié)點壓下降時，它供給系統(tǒng)的無功功率也將減小。因此

58、，當系壓下降時，它供給系統(tǒng)的無功功率也將減小。因此，當系統(tǒng)發(fā)生故障或由于其他原因而導致系統(tǒng)電壓下降時，電容統(tǒng)發(fā)生故障或由于其他原因而導致系統(tǒng)電壓下降時，電容器的無功功率輸出反而比平常還少，這將導致電壓繼續(xù)下器的無功功率輸出反而比平常還少，這將導致電壓繼續(xù)下降。顯然，電容器的無功功率調節(jié)能力較差。為了在運行降。顯然，電容器的無功功率調節(jié)能力較差。為了在運行中能夠調節(jié)電容器供給的無功功率，可根據(jù)需要按三角形中能夠調節(jié)電容器供給的無功功率，可根據(jù)需要按三角形接法或星形接法成組地連接到變電站的母線上。根據(jù)負荷接法或星形接法成組地連接到變電站的母線上。根據(jù)負荷變化分組投入或切除。因此，靜電電容器組的容量

59、可大可變化分組投入或切除。因此，靜電電容器組的容量可大可小，既可集中使用，又可分散使用，使用起來比較靈活。小，既可集中使用，又可分散使用，使用起來比較靈活。靜電電容器在運行時的功率損耗較小，約為額定容量的靜電電容器在運行時的功率損耗較小，約為額定容量的0.3%0.3%0.5%0.5%， 電容器每單位容量的投資費用較小且與總容電容器每單位容量的投資費用較小且與總容量的大小無關。此外由于它沒有旋轉部件，維護方便，因量的大小無關。此外由于它沒有旋轉部件，維護方便，因而在實際中仍被廣泛使用。而在實際中仍被廣泛使用。 電容器電容器 由靜止器件構成的并聯(lián)、可控、無功補償裝置。由靜止器件構成的并聯(lián)、可控、無

60、功補償裝置。 通過改變其容性和通過改變其容性和( (或或) )感性等效阻抗來調節(jié)輸出以維持感性等效阻抗來調節(jié)輸出以維持或快速控制電力系統(tǒng)的特定參數(shù)或快速控制電力系統(tǒng)的特定參數(shù)( (典型參數(shù)是電壓、無功典型參數(shù)是電壓、無功功率功率) )。 包括晶閘管控制電抗器、晶閘管投切電容器和晶閘管投包括晶閘管控制電抗器、晶閘管投切電容器和晶閘管投切電抗器等。切電抗器等。 靜止無功補償裝置靜止無功補償裝置變電站電壓控制的措施變電站電壓控制的措施（1 1）維持監(jiān)視點電壓為設定值；）維持監(jiān)視點電壓為設定值；（2 2）聯(lián)絡線無功潮流在給定值或偏離給定值最小，應盡）聯(lián)絡線無功潮流在給定值或偏離給定值最小，應盡力使無功