摘要：本文就电压/无功自动控制装置在变电站应用趋势、应用技术以及应用条件进行讨论。

关键词：电压/无功自动控制装置 闭锁 控制策略 人机界面

电压质量是衡量电能的主要质量指标之一。电压质量对电网稳定、电力设备安全运行以及工农业生产具有重大影响。无功是影响电压质量的一个重要因素，而实现无功的分层、分区就地平衡是降低网损的重要手段。为此，各级变电站担当着电压和无功调节的重要任务。过去，变电站的电压/无功调节工作一般都靠人工来操作完成。随着输配电量的日益增大、工农业生产及社会经济形势的不断发展，而这种人工调节的缺点和弊病日益突出，变电站采用电压/无功自动控制（VQC）装置实现电压/无功自动调节已是大势所趋。笔者认为，这种综合自动调节手段也必将在农村变电站逐步推广。当然，电压/无功自动控制技术是一

项综合性较强的技术，如果应用不当，可能危及设备以至系统运行的安全。

VQC装置是以微处理器为核心组成的控制系统、软件模块组合的自动装置，它能根据变电所各种运行方式，自适应跟踪系统，通过对有载调压变压器的分接头切换及并联电容器组的选择投切，控制电源侧无功功率和负荷侧母线电压，以保证供电电压和功率因素始终在给定的合格范围内变动，提高供电质量和系统的安全、经济运行水平。

下面就VQC装置在变电站应用趋势、应用技术以及应用条件进行讨论。

1．变电站应用电压/无功自动控制装置是大势所趋

过去，变电站的调压工作一直由变电站值班人员通过人工手动投切电容补偿方式完成，但是这种人工手动投切电容补偿由于不能及时跟随无功负荷的变化，不能始终保持功率因数和电压质量在规定范围内运行，这样既不利于降损，又不能满足工农业生产和人民生活对电能质量日益严格的要求，电容补偿因此也达不到应有的经济技术效益，如果能合理应用电压/无功自动控制装置，则问题可迎刃而解；另一方面，随着变电站综合自动化程度的发展，自动控制装置已成为其中的一个重要组成部分，如果变电站采用无人值班设计，则采用电压/无功自动控制装置将成为理所当然的选择。

2．电压/无功自动控制装置的应用技术

电压/无功自动调节的技术问题主要有以下几个：1．闭锁问题；2．控制策略问题（包括运行方式问题）3．人机界面问题。这些也是VQC厂家必须解决、订货客户必须了解的，解决好这些问题，也就能做到VQC装置的完善了。

2．l 闭锁问题

闭锁问题是指VQC装置在检测并判断变电站或系统异常以及装置本身出现异常等的情况下，能及时停止自动调节，它也是VQC装置能否投运的最大问题。如果VQC装置没有完善的闭锁系统或闭锁速度达不到运行的技术要求，就会对变电站的安全运行带来严重

威胁。

VQC装置的闭锁功能必须达到以下几个要求：（l）闭锁条件必须全面。一般来说，VQC应考虑的主要闭锁条件有：主变保护动作；电容器保护动作；PT断线；系统电压异常；主变并列运行时的错档；装置故障；电容器开关或主变分接开关日动作次数达到最大值；目标对象拒动；主变滑档；远动信号指令或手动闭锁等。（2）闭锁限值设置必须合理。（3）闭锁速度应足够快。

2．2 控制策略问题

实际上变电站是电力系统的一个运行组成部分，其电压水平和无功流动与系统是相互影响的，因此，在控制策略上VQC装置必须满足变电站调节电压及平衡无功的要求，同时要服从系统运行的需要，执行调度/控制中心通过远动信号的指令，发出动作信号或者闭锁信号。只有这样，VQC装置控制策略才能算是完整的。

2．2．1变电站站内控制策略

一般来说，VQC装置必须做到：控制主变低压侧电压在规定范围内波动；对三绕组变压器，应兼顾中压侧母线电压；控制高压侧功率因数在规定的范围内；控制方式应采用电压限值和功率因数综合控制，电压、功率因数限值应可选择曲线方式和计算方式；能自动实现无功补偿设备的轮流投、切，即选择备用时间最长的无功补偿设备优先投入，选择运行时间最长的无功补偿设备退出；能适应变电站各种不同的运行方式。

电压/无功控制逻辑基本上都采用分区控制，下面介绍一种较典型的控制逻辑，如下图。

上图中以主变吸收无功为正值，送出无功为负值；直线a、b分别为允许无功的上、下限，直线c、d分别为允许电压的上、下限。

当系统进入不合格区域运行时，装置应达到下列效果：

（l）当系统运行在区域1时，应投入电容补偿，当系统不能进入规定区域时再调整主变抽头；

（2）当系统运行在区域2时，应调低主变抽头，当系统不能进入规定区域时再投入电容补偿；

（3）当系统运行在区域3时，应退出电容补偿，当系统不能进入规定区域时再调整主变抽头；

（4）当系统运行在区域4时，应调高主变抽头，当系统不能进入规定区域时再退出电容补偿。

2．2．2响应调度/控制中心通过远动信号发出的指令，闭锁装置并执行超级控制指令

应当注意，有时由于系统电压过高或者过低，经过上述调整后系统并不一定能进入规定区域运行，这时装置应自动闭锁并向调度中心发出远动信号，调度/控制中心可以通过调节临近变电站或上级变电站潮流达到该变电站的控制目标；另一方面，有时系统为了达到某种目标，需要个别变电站在无功或电压上作出某种限度的牺牲，或者，调度/控制中心为实现全区域潮流优化，最大程度地降低网损，也可以对VQC作出越级控制的指令。当然，这需要远动上有较好的"四遥"手段。

2．3人机界面问题

VQC的人机界面对运行和管理人员都十分重要，VQC的人机界面不友好或不完善，则可能造成使用不方便或不当。VQC人机界面应满足以下要求：

（1）参数设置方便，对用户开放的参数要足够充分和全面

有关部门对变电站电压/无功的考核常常会有新的要求，有时甚至对峰谷时段的定义都会有变化。如果VQC参数不能方便设置，则会使厂方和用户都感到麻烦；

（2）闭锁条件应能在人机界面中反映出来

VQC是一项涉及面颇广的自动化装置，变电站的许多异常和变化都会引起它的闭锁。如果VQC的闭锁情况和闭锁原因不能在人机界面上反映出来，则会使用户对它的闭锁分析变得十分困难；

（3）VQC动作记录应全面

详细的VQC动作记录有利于VQC的运行和故障分析。因此VQC的人机界面应能全面显示其运行状态和闭锁情况，并能在线灵活整定有关参数。例如应显示：受控功率因数和母线电压；各主变和电容器的运行状态；变电站的运行方式（包括供电端各母线的运行方式）；主变运行方式（独立运行还是分列运行）；主变和电容器的闭锁情况；峰谷时段及相应的电压和功率因数限值；VQC的动作记录等。

3．电压/无功自动控制装置的应用条件

鉴于VQC装置的"自动"特点，考虑采用该装置的变电站，其主变必须是有载调压，而且主变档位最好采用8×±25％，以便于灵活控制。还有，必须有完善的远动"四遥"手段。当然，如变电站采用无人值班设计，则这些条件早就具备了。

我们相信，随着电压/无功自动控制技术的不断完善和深入应用，在系统的安全经济运行、提高电能质量中，电压/无功自动控制装置必将发挥其越来越大的作用。