淺談學(xué)好用活九區(qū)圖,切實(shí)開(kāi)展降損工作

淺談學(xué)好用活九區(qū)圖，切實(shí)開(kāi)展降損工作引言川電生技【2010】62號(hào)文件明確提出2010年省公司要實(shí)現(xiàn)0.5個(gè)百分點(diǎn)的降損節(jié)能目標(biāo)，要求變電站加強(qiáng)無(wú)功設(shè)備管理，這對(duì)我們值班工作提出了更高的要求，要求我們加強(qiáng)對(duì)電壓的監(jiān)視和及時(shí)的調(diào)整。本文結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)如何保證電壓質(zhì)量，降損節(jié)能，談?wù)勛约旱囊稽c(diǎn)看法，那就是——學(xué)好用活九區(qū)圖，切實(shí)開(kāi)展好降損工作。綱要一、桐子林變電站調(diào)壓情況概述二、電力系統(tǒng)常規(guī)調(diào)壓方式分析三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制四、結(jié)語(yǔ)一、桐子林變電站調(diào)壓情況概述衡量電能質(zhì)量的主要指標(biāo)是電壓、頻率、波形。而對(duì)于變電站來(lái)講，最直觀、最重要的指標(biāo)就是電壓，電壓保持在一定范圍內(nèi)，不僅會(huì)提高電氣設(shè)備的效率和壽命，而且還會(huì)可靠地保證系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，保證變電站母線電壓維持在一定的水平是我們生產(chǎn)基本任務(wù)之一。

桐子林變電站是攀枝花地區(qū)的一座220KV主站，配置有一臺(tái)三繞組有載調(diào)壓式主變向鹽邊縣、米易縣及成昆鐵路的兩座牽引站供電。220kV、110kV均采用雙母線接線方式，10kV側(cè)配置有三組電容器，日常工作中我們調(diào)壓工作主要采用調(diào)節(jié)主變分接頭和投退電容器進(jìn)行。二、電力系統(tǒng)常規(guī)調(diào)壓方式分析上圖是一個(gè)簡(jiǎn)化電力系統(tǒng)圖，其中負(fù)荷點(diǎn)b點(diǎn)電壓為Vb，R和X分別為變壓器和線路總電阻和總電抗，忽略線路電容功率、變壓器勵(lì)磁功率及網(wǎng)絡(luò)功率損耗，b點(diǎn)電壓為：由此可見(jiàn)，為了調(diào)節(jié)b點(diǎn)電壓Vb可以采取以下措施：改變電源側(cè)發(fā)電機(jī)機(jī)端電壓（VG）；調(diào)節(jié)變壓器分接頭（K1、K2）；改變線路參數(shù)（R、X）；改變無(wú)功功率分布（Q）。調(diào)節(jié)變壓器分接頭調(diào)壓改變變壓器的變比可以升高和降低次級(jí)繞組的電壓，從本質(zhì)上講，改變變壓器分接頭調(diào)壓,只是改變變壓器各側(cè)的無(wú)功潮流分布。變壓器自身也是一個(gè)較大無(wú)功負(fù)荷，不能向系統(tǒng)提供無(wú)功。但由于其簡(jiǎn)便可靠，操作方便的特點(diǎn)，帶可調(diào)分接頭裝置的變壓器是全系統(tǒng)各個(gè)電壓等級(jí)控制的重要手段。

優(yōu)點(diǎn)：能保證不間斷供電，操作簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)快速。缺點(diǎn)：不能提供無(wú)功功率，也不能實(shí)現(xiàn)平滑調(diào)節(jié)；投入并聯(lián)電容器調(diào)壓上圖是桐子林變電站簡(jiǎn)化電力模型圖，為便于分析，將主變低壓側(cè)的電容器折算到中壓側(cè)，即220KV側(cè)電壓為V1，110KV側(cè)電壓為V2,R和X分別為變壓器和開(kāi)關(guān)站總電阻和總電抗，QC為電容器提供的無(wú)功功率，計(jì)算可得：由以上關(guān)系式可以看出電容器發(fā)出的無(wú)功與電壓的平方成正比，在低電壓時(shí)輸出無(wú)功功率顯著減少，而這時(shí)卻需要更多的無(wú)功。優(yōu)點(diǎn)：能提供無(wú)功功率，改變系統(tǒng)無(wú)功潮流分布，減少了有功損耗和電壓損耗，從而能改善電壓質(zhì)量。

缺點(diǎn)：不能平滑調(diào)節(jié)；投入成本大，運(yùn)行維護(hù)多；存在誤操作可能性；提供無(wú)功功率大小較大的依賴(lài)于受端電壓水平。三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制綜合比較這兩種調(diào)壓方式都有各自的優(yōu)缺點(diǎn)，都能調(diào)整母線電壓，將電壓維持在一定水平。但當(dāng)前電力系統(tǒng)中無(wú)功容量的不足是造成電壓低下的根本原因，所以對(duì)如何在電壓要求范圍內(nèi)進(jìn)行有載調(diào)壓和電容器的投切，實(shí)現(xiàn)電網(wǎng)最大化經(jīng)濟(jì)運(yùn)行，從而起到降損節(jié)能的作用是我們應(yīng)該考慮的問(wèn)題。我認(rèn)為要對(duì)電壓與無(wú)功關(guān)系的九區(qū)圖進(jìn)行深入學(xué)習(xí)，并在工作中加以利用，這樣對(duì)電網(wǎng)的經(jīng)濟(jì)運(yùn)行及對(duì)電網(wǎng)的電能質(zhì)量要求都有很大的益處。三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制

九區(qū)圖法是根據(jù)變電站當(dāng)前的運(yùn)行方式，利用實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)的電壓和無(wú)功兩個(gè)變量構(gòu)成的變電站綜合自動(dòng)控制策略，以圖表的方式來(lái)指導(dǎo)電容器的投切和主變壓器分接頭的調(diào)整，保證電壓合格，無(wú)功基本平衡。其邏輯判據(jù)是基于給出的固定電壓和固定無(wú)功的上下限特性，把電壓和無(wú)功平面分割成九個(gè)控制區(qū)，根據(jù)不同運(yùn)行區(qū)域采取不同的控制策略。其控制理論比較成熟，目前投入應(yīng)用的VQC系統(tǒng)大都基于九區(qū)圖法，作為變電站運(yùn)行值班人員熟練掌握九區(qū)圖法具有重要的意義。三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制九區(qū)圖法控制策略是按照固定的電壓和無(wú)功（或變電站進(jìn)線端功率因數(shù)）上下限將電壓、無(wú)功平面劃分為九個(gè)區(qū)域。如上圖所示：U是變壓器低壓側(cè)母線電壓，Q是變壓器高壓側(cè)無(wú)功功率。Q越下限（功率因數(shù)超前）表示變電站向電網(wǎng)倒送無(wú)功，Q越上限（功率因數(shù)滯后）表示電網(wǎng)無(wú)功不足，Q上下限之差應(yīng)至少大于一組電容器容量。有載調(diào)壓變壓器和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的基本調(diào)節(jié)規(guī)律為:變壓器分接頭上調(diào)（或下調(diào)）后，U變大（或變?。?，Q變大（或變小），進(jìn)線功率因數(shù)cosφ變小（或變大），一般調(diào)節(jié)分接頭對(duì)無(wú)功的影響不大;投入（或切除）電容器后，Q變?。ɑ蜃兇螅琔變大（或變?。?，cosφ變大（或變?。?。812793654UQQ下限Q上限P+jQUU上限U下限三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制運(yùn)行狀態(tài)和與九區(qū)圖控制策略表：運(yùn)行區(qū)域越限參數(shù)越限情況控制策略9無(wú)全部合格不調(diào)節(jié)1+U電壓越上限降壓2+U+Q電壓越上限、無(wú)功越上限先降壓、后投電容3+Q無(wú)功越上限投電容4-U+Q電壓越下限、無(wú)功越上限先投電容、后升壓5-U電壓越下限升壓6-U-Q電壓越下限、無(wú)功越下限先升壓、后退電容7-Q無(wú)功越下限退電容8+U-Q電壓越上限、無(wú)功越下限先退電容、后降壓三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制上圖中，如系統(tǒng)運(yùn)行于A點(diǎn)（位于△Uq小區(qū)，△Uq為投入一組電容器所引起的電壓變化量），電壓接近上限而無(wú)功嚴(yán)重不足，根據(jù)3區(qū)的控制方案，將投入一組電容器進(jìn)行無(wú)功補(bǔ)償，引起電壓升高，則投電容后運(yùn)行點(diǎn)將可能進(jìn)入2區(qū)而非9區(qū)（也可能進(jìn)入1區(qū)）;裝置再根據(jù)2區(qū)的控制方案（下調(diào)分接頭降壓）使運(yùn)行點(diǎn)可能又回到△Uq小區(qū)，如此反復(fù)，從而產(chǎn)生振蕩動(dòng)作。

812793654UQQ下限Q上限.A△Uq九區(qū)圖法運(yùn)用中需要考慮無(wú)功調(diào)節(jié)對(duì)電壓的影響及電壓調(diào)節(jié)對(duì)無(wú)功的影響，避免機(jī)械性使用策略表造成振蕩、裝置頻繁動(dòng)作的現(xiàn)象。三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制

上圖中，如果系統(tǒng)運(yùn)行于B點(diǎn)（位于△Qu小區(qū)，△Qu為上調(diào)一檔分接頭所引起的無(wú)功變化量），電壓越下限而無(wú)功接近上限，根據(jù)5區(qū)的控制方案，應(yīng)先上調(diào)分接頭升壓，引起無(wú)功變大，則上調(diào)分接頭后，運(yùn)行點(diǎn)有可能進(jìn)入3區(qū);而根據(jù)3區(qū)的控制方案:先投電容，若無(wú)電容可投，則下調(diào)分接頭。如果無(wú)足夠的電容可投，則下調(diào)分接頭，運(yùn)行點(diǎn)就又可能回到△Qu小區(qū)，從而產(chǎn)生振蕩。如變電站一二次母線電壓都高（低）時(shí)，應(yīng)首選切除（投入）電容的措施，而不是如1、2區(qū)（5、6區(qū)）采用降壓（升壓）的控制方案，使二次電壓變?。ㄗ兇螅?，從而使一次電壓會(huì)變得更大（更小），可能會(huì)造成系統(tǒng)電壓失穩(wěn)。812793654UQQ下限Q上限.B△Qu三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制

變電站電壓無(wú)功控制的基本原則是：保證電壓合格，無(wú)功基本平衡，盡量減少調(diào)節(jié)次數(shù)。變電站在進(jìn)行調(diào)壓時(shí)，如調(diào)度無(wú)特殊要求，必須嚴(yán)格按逆調(diào)壓原則進(jìn)行，并先投退無(wú)功補(bǔ)償裝置，后調(diào)整變壓器分接頭檔位的順序進(jìn)行調(diào)整。

220kV桐子林變電站以220kV青林東西線作為進(jìn)線電源，忽略線路電容功率、變壓器勵(lì)磁功率及網(wǎng)絡(luò)功率損耗，其電壓值反映的就是變電站側(cè)的無(wú)功潮流情況。故可以將220kV母線電壓上下限值可以看做最大最小無(wú)功值。參照調(diào)度要求220kV電壓曲線：226-233kV；110kV電壓曲線：113-116.7kV，結(jié)合九區(qū)圖，下面舉例分析：。

實(shí)例一：220kV、110kV電壓都在合格范圍時(shí)，這表明此時(shí)電壓與無(wú)功處于最平衡的狀態(tài)區(qū)域，即在第九區(qū)，此時(shí)不用做任何調(diào)整。

三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制

實(shí)例二：220kV電壓在合格范圍時(shí)，110kV電壓越下限，這表明無(wú)功在正常范圍，電壓低于下限，我們對(duì)照九區(qū)圖，可以看出現(xiàn)在電壓與無(wú)功的關(guān)系處于5區(qū)，這時(shí)應(yīng)該采取的調(diào)壓措施就是升檔升壓。同理，220kV電壓在合格范圍時(shí)，110kV電壓越上限，這時(shí)運(yùn)行在1區(qū)，應(yīng)該采取降檔降壓的方法來(lái)調(diào)整電壓。

實(shí)例三：220kV電壓越上限時(shí)，110kV電壓越下限，此時(shí)九區(qū)圖運(yùn)行在4區(qū)，應(yīng)該采取先調(diào)主變分接頭升壓，然后切電容器組的方式調(diào)整；220kV電壓越下限時(shí)，110kV電壓越下限這表明電壓越下限，無(wú)功越下限，此時(shí)九區(qū)圖運(yùn)行在6區(qū)，若電容器未投入應(yīng)立即投入電容器組，投入后若電壓仍越下限則升檔升壓。三、九區(qū)圖法電壓無(wú)功綜合控制九區(qū)圖用直觀的圖表給我們講解了調(diào)節(jié)主變壓器分接頭和投退電容器的原由，學(xué)好這個(gè)原理很輕松，關(guān)鍵是在實(shí)際工作中如何靈活運(yùn)用。現(xiàn)在調(diào)度將母線電壓曲線下發(fā)到變電站，一方面加大了對(duì)電壓合格率的考核力度，另一方面又將調(diào)整電壓的操作權(quán)限下放到變電站，即變電站在監(jiān)視電壓越限時(shí)可以自行下令進(jìn)行調(diào)壓。值班員承擔(dān)的責(zé)任更大，自己給自己下令，是調(diào)整變壓器分接頭還是投退電容器要靠自己來(lái)判斷。所以我們要運(yùn)用所學(xué)到的知識(shí)，在維持變電站母線電壓和補(bǔ)償系統(tǒng)無(wú)功之間找到一個(gè)平衡點(diǎn)，認(rèn)真分析是什么原因造成的電壓越限，對(duì)照九區(qū)圖，采取相應(yīng)的調(diào)壓手段。四、結(jié)束語(yǔ)變電站無(wú)功管理是一個(gè)值得我們系統(tǒng)思考的問(wèn)題，省公司今年開(kāi)展的降損工作中提出加強(qiáng)無(wú)功管理的要求，也是對(duì)無(wú)功管理思考的一個(gè)方面。所以我們作為一名值班員，不能還停留在只是監(jiān)視電壓是否越上下限進(jìn)行調(diào)壓，而是要知道是什么原因造成的電壓越限，從而采取相應(yīng)的調(diào)壓手段，真正能做到知其然必知其所以然，這樣才能更好地在保證母線電壓合格率的同時(shí)做好降損工作。我們要結(jié)合工作實(shí)際，對(duì)電壓無(wú)功的關(guān)系進(jìn)行了解，對(duì)淺顯易懂的九區(qū)圖控制策略進(jìn)行學(xué)習(xí)，在實(shí)際靈活運(yùn)用時(shí)還要注意以下幾點(diǎn)：增強(qiáng)責(zé)任心，認(rèn)真監(jiān)盤(pán)著重分析；遵守規(guī)章制度，杜絕誤操作；加