VQC电压无功自动投切装置
VQC装置在110kV无人值班变电站的运行分析
装 置 将各 时 段 电压 和 无 功 限值 作 为判 断 依据 ， 确定 了图 １ 所示 的“ 十七域 图” 。根据 实际测 量 的低 压侧母 线 电压和 高压侧 无 功负荷 大小 ，确定 系统 目 前运行 的 区域 ，按照 表 １给 出该 区域 的调节 策 略发 变压 器调档 或无 功设 备投 切指令 。图 中第 ９域 为 目 标 区域 ， 每个指 向该 区域 的箭头 代表 一种调 节方 法 。 其 中 △ 、 Ｑ 分别 为 分接 头 调节 一档 引起 的 电压 、 ａ 无 功最 大 变 化 量 ， 、 Ｑ 分 别 为投 切 一组 电容 器 △ ａ
１１ 调 节原 理 ．
［ 文献标 识 码】Ｂ ［ 文章 编号】１０ — ２ ８ ２０ ）４ ０ ３ — ３ ０ ８ ６ １ （０ ６ ０ — ０ ５ ０ 电压 质量 对 电 网稳定 及 电力设 备安 全运 行影 响 重 大 ， 功是 影响 电压 质量 的一个 重要 因素 ， 无 电压 和 无 功调节 任 务 由各 级变 电站 承担 。随着 用户 对供 电 质量要 求 的 不断 提 高 和无 人值 班 变 电站 的增 多 ， 由 人 工手 动调 节 电压 无 功 的方 式 已不能适 应发 展 的需 要， 急需 进行 电压 无功 自动 控制方 式 的改造 。
包 头 供 电局韩 庆 坝胜 集控 站管 辖 ， 现有 ２台 Ｓ Ｓ ７ Ｆ Ｚ 型
分 接 头调 节 对 Ｕ及 Ｑ 的影 响 ： 分接 头 上 调 （ 向 主变 二 次侧 电压升 高 方 向调 整 ）后 Ｕ将 变 大 ， Ｑ将 变 大 ；分 接头 下调 （ 向主变二 次侧 电压 降低方 向调 整 ） Ｕ将 变小 ， 变小 。 后 Ｑ将 电容器投 切对 Ｕ及 Ｑ的 影 响 ： 入 电容器 后 Ｑ将 变小 ， 投 Ｕ将变 大 ； 出电容 退 器后 Ｑ将 变大 ， 变小 。 Ｕ将 １ 调节 策 略 ． ２ Ｖ Ｃ调 节方 式分 为 ： 电压 ； Ｑ 调 调无 功 ； 电压 优 先 （ 电压 与无 功不 能 同时满 足要求 时 ， 先保 证 电压 当 优
AVC与VQC运行浅析
AVC与VQC运行浅析摘要：AVC是自动电压控制系统，VQC是电压无功能控制，两者都有改善电压质量、实现无功分层平衡、以及消除人为操作失误的功能。
并且AVC与VQC在简化操作流程、保证人身安全方面也有着非常重要的作用，因此本文就对两者从工作原理、控制策略、以及应用效果来进行比较分析，为相关人员提供参考。
关键词：AVC系统；自动电压控制；VQC装置电压是评价电能质量非常重要的指标，其质量直接影响着电网的稳定性、电力设备运行的安全性，因此如何降低电网的损耗，成为了必须要解决的问题。
目前在电网系统中，常常会应用VQC，来对变电站的电压进行控制，然而随着变电站各项技术的发展，其逐渐的无法做到对电压进行最优的控制。
而AVC系统的出现有效的解决了这一问题，目前也被广泛的应用在电网系统中，对电压进行自动控制。
因此本文对于AVC跟VQC的研究具有非常现实的指导意义。
一、自动电压控制AVC系统AVC系统是一个非常复杂的系统，其即要考虑如何对发电机组进行无功控制，还要考虑如何对电容器、变压器的分接头进行投切跟控制，以此来优化电压质量。
（一）AVC的工作原理AVC系统主要是利用电网中离散事件为驱动程序，采用离散指令、动态过程相结合的形式来对电压进行有序的协调和控制。
其是利用了电网的动态过程、离散操作、以及离散指令相互作用的特点来进行设置的，目前很多电网的AVC系统都是基于南瑞OPEN-3000平台，其主要是从SCADA来进行数据的采集，以此来对电压的状态进行实时的跟踪、分析、计算，并且通过SCADA来下达控制指令，从而实现了对无功电压的控制。
（二）AVC基本结构及控制目标AVC基本结构就是主站、子站。
其中主站安装在电网的调度中心，子站安装在发电厂侧。
其工作原理就是子站将电压状态发送给主站进行数据分析，主站将分析结果，将节点电压控制指令发送给子站。
子站又分为上位机、下位机，其中上位机主要是接受主站的控制命令，下位机来进行无功电压控制。
AVQC电压无功自动调节系统技术说明
AVQC电压无功自动调节系统技术说明1.意义电压稳定对保证国民经济的生产和延长生产设备的使用寿命具有重要意义。
减少线路上的无功功率流量，减少网络损耗是每个供电部门的目标。
因此，随着负荷的波动，变电站的电压和无功调节需求往往非常频繁。
如果有人进行监管和干预，一方面会增加值班人员的负担。
另一方面，依靠人来判断操作，很难实现调整的合理性。
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理论上所需的条件已具备。
2.适用范围本系统主要应用于电力系统各种电压等级的变电站，尤其能适应复杂接线的变电站，最大可同时监管多个各种不同电压等级的变电站，每个变电站最大可控制多台主变、多个电容器、多个电抗器。
作为一个功能模块，它可以与各种本地监控系统、集中控制中心系统和小型调度系统集成。
pgc-ex2000后台监控系统的VQC模块作为系统的功能部件存在。
3.调节原理对于变电站来说，为了使电压和无功功率达到要求值，通常通过改变主变压器的抽头位置，切换电容器或电抗器来改变系统的电压和无功功率。
抽头的变化不仅影响电压，还影响无功功率。
同样，电容器或电抗器的切换不仅会影响无功功率，还会影响电压。
3.1一般调节在许多本地供电系统中，功率因数不被视为调节的依据，因为分段水头调节以及电容器和电抗器切换对电压和无功功率的影响。
事实上，根据的有功功率换算出无功的控制范围，在处理上目标是一致的，只不过无功的上下限范围是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，调节方式分以下几种：1．只调电压2．只调无功3.电压优先（当电压和无功功率不能同时满足要求时，应先保证电压正常）4。
无功功率优先（当电压和无功功率不能同时满足要求时，应首先保证无功功率正常）5。
智能化（当电压和无功功率不能同时满足要求时，应保持现状）对于只有电压调节和无功调节的系统，调节方式相对简单。
AVQC装置在鄞州地区变电站的应用与借鉴
A VQC装置在鄞州地区变电站的应用与借鉴【摘要】电压/无功自动控制装置（A VQC）作为变电站中用来自动完成对变电站主变档位调整和电容器合理投切，实现提高电能质量，降低能耗实际效用的一种有效手段，近年来广泛地应用各种电压等级的变电站中。
本文首先简单阐述A VQC的工作原理，然后在现阶段变电站无人值班运行的管理模式下，根据鄞州地区下辖变电站A VQC的实际运行情况，分析其实际作用效果，并总结出运行过程中应该要注意的事项，最后对A VQC的发展前景进行展望。
【关键词】变电站；电压；无功补偿；电压/无功自动控制装置现代生产和现代生活离不开电力。
随着现代社会的发展和人民生活水平的日益提高，电力部门不仅要满足用户对电力负荷不断需要的增长，而且要满足对电能质量上的要求。
所以在电力生产和电能传输如何进行电压调整和无功的合理分配与补偿是一项重要任务。
在实际工作及时做好此方面的工作，保证电力系统安全稳定、经济的运行，满足用户的需要。
1 A VQC在鄞州地区的实践效果鄞州供电公司通过A VQC的普及应用，极大地减轻了监控运行人员的工作量。
以往变电站无人值班情况下，若依靠监控人员遥控操作调整电压和投切电容，因系统的电压和无功在一定的时间内变化较快，而一般监控的变电站较多，运行人员根本来不及反应，并且很有可能忙中出错，造成误操作。
而通过A VQC自动控制，监控人员只需负责监视，只有在发现不正常情况时，才进行必要的信号监视与调整。
传统控制方式，利用分别调节有载调压变压器与投退并联电容器组，很难将两种手段有机结合起来，而事实上电压质量的保证需要两者共同作用，因此传统电压/无功控制方式很难达到良好的控制效果。
而A VQC装置通过微机处理程序，实时监测系统运行状态，自动对电压和无功进行调整，保证负荷侧母线电压在规定范围之内，进线功率因素尽可能接近于1。
鄞州地区变电站A VQC装置的实际运行情况也表明，A VQC在电压和无功的调整效果上远高于人工调整，下表是鄞州地区一些变电站使用A VQC前后的电压合格率情况。
浅谈变电站电压无功控制（VQC）原理和实现方式
浅谈变电站电压无功控制（VQC）原理和实现方式发布时间：2022-12-05T07:57:54.810Z 来源：《福光技术》2022年23期作者：邢忠鹏[导读] 变电站电压无功控制技术属于一种较为现代化的电压控制技术之一，在合理节省电力资源的过程中，通过调节相关电容器，能够进一步优化电压实际运行流程，避免电压出现波动问题，可以在很大程度上逐步改善变电站的电压输送质量以及供电质量，进一步提升变电站的实际工作效率。
国网内蒙古东部电力有限公司呼伦贝尔供电公司内蒙古呼伦贝尔 021000摘要：在变电站合理应用电压无功控制技术的过程中，首先需要相关技术操作人员合理研究电压无功控制技术的实际应用原理以及主要应用方式，针对于相关技术的实际应用准则以及应用要求进行合理研究与探讨之后，将多样化的变电站电压无功控制技术引入其中，随后充分融合相关自动控制技术以及半自动化控制技术、电压无功控制技术以及相关自动化控制技术，要求工作人员在变电站内部安装相应控制设备，充分发挥现代化控制技术的实际作用，逐步凸显电压无功控制技术的实际应用价值及主要意义。
关键词：变电站；电压无功控制；原理；应用方法引言变电站电压无功控制技术属于一种较为现代化的电压控制技术之一，在合理节省电力资源的过程中，通过调节相关电容器，能够进一步优化电压实际运行流程，避免电压出现波动问题，可以在很大程度上逐步改善变电站的电压输送质量以及供电质量，进一步提升变电站的实际工作效率。
因此，笔者将在文章以下内容中，结合变电站电压无功控制技术实际应用原理，进一步分析相关技术的主要应用方法以及具体应用流程。
一、变电站电压无功控制原理与应用原则在变电站内部调节电压以及无功的具体手段主要是通过调节器以及电容器组，优化电压输送过程。
由于相关工作人员需要应用变电站电压无功控制技术，也需要应用与之相关的各类配套控制设备，在此过程中，则需要工作人员快速调整电压大小，实现变电站内部功率与电压的平衡。
20060510.VQC电压无功控制原理及控制策略
VQC电压无功控制原理及控制策略编写：深圳南瑞李科1. 电压无功控制原理1.1. 电压无功控制的背景电压质量是衡量电能主要质量指标之一。
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操作完成，随着形势的发展，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) 实现电压/无功自动调节已是大势所趋。
照明负荷对电压的影响是敏感的。
电压降低时，照明灯的发光效率和光通量都会急剧下降，当供电电压比照明灯的额定电压低10％时，光通量减少30％；电压升高时，照明灯的使用寿命都会大大缩短，当供电电压比照明灯的额定电压低5％时，照明灯的使用寿命缩短一半。
对于异步电机，端电压下降将造成转差增大，定子和转子电流则增大，电动机温度升高，可能会烧毁电机；反之电压升高时，对于电动机和变压器之类有激磁铁心的电气设备而言，磁通密度增大将致饱和，铁耗增大，电机过热效率降低，甚至可能造成谐波谐振。
对于电热装置，消耗的功率和电压的平方成正比，过高的电压将损坏设备，过低的电压达不到需要的温度。
对于半导体器件、集成电路、磁芯装置，对电压都极敏感，电压过高和电压过低都会严重影响其工作。
电力网的功率损耗与电能损耗是电力网运行的一个重要的经济指标，当系统负荷功率一定时，网络的有功损耗越大，所需要发电设备容量越大，增加发电设备投资，消耗能源，使电力系统的成本增加。
电能的损耗在由两部分组成，一部分是导线和变压器绕组的电阻损耗，这部分损耗和通过元件的电流有关，输送的功率越大，损耗越大，属于可变损耗；一部分是是输电线和变压器中并联电导中的有功损耗，如输电线的电晕损耗，变压器的铁芯损耗，此部分损耗同施加在其上的电压有关，由于电力网对电压的要求，此部分可认为基本不变，称为固定损耗。
VQC简介
VQC－II型电压无功综合控制装置一、概述VQC－II型电压无功综合控制装置是对有载调压变压器分接头切换和并联电容器投切进行综合优化自动控制的通用设备。
它适用于电力系统中各种类型、各种运行方式的变电站。
该装置由控制器。
打印机和自动控制屏组成，采用微机及数字信号处理技术。
具有智能化程度高，功能强，性能稳定，抗干扰性强，运行可靠、操作简便和维护方便等特点。
（－）该产品的特点该产品具有现场任意修改限值及失电后不丢失编程数据和限值数据等功能。
在主变压器和电容器故障继电保护动作时通过硬件电路进行闭锁，并解决了变压器有载调压开关经常发生连调的问题。
采用此装置的变电站电压合格率较手动方式提高10～20％，节能效果明显，技术经济效益显著，其技术在国内处于先进水平。
（二）产品的性能指标经能源部电力设备及仪表质量检验中心检验，试验结果达到研制技术条件及有关行业标准所规定的指标，产品合格。
（三）实际运行情况实际挂网运行五台，其中最长的已运行一年零5个月，性能稳定，工作可靠，动作正确，已投入批量生产。
二、主要动能1．同时对1－2台有载调压变压器分接头及2X（l～6）组并联电容器组投切进行自动控制。
2．电压限值方式可选为曲线方式或计算方式（根据实时负荷逆调压）。
3．电压、无功限值方式可选为：（1）电压限值条件①按给定电压曲线「U L=f（t）」。
②按给定有功负荷实时计算［U L=f（P）」（2）无功限值条件：①按给定无功曲线［Q L=f（t）］②按当地优化计算「－0． 65 Q C～＋0．65 Q C］Q C为每组电容器容量4．限值存储按每日48段由键盘以十进制写入内存。
5．对三卷变压器，具有中、低压母线电压、实行综合控制功能。
6．当电容器为两组及以上时，具有循环投切或按给定顺序投切功能。
7．打印功能：（1）开机复位和自恢复动作时间打印时间，主要芯片检查结果。
（2）请求打印带时段的Q F、U a、U L限值预整定表。
（3）有载调压开关和电容器组开关动作总次数。
SVC、SVG、VQC、TCR比较
敞开式结构的VQC与MCR混合型动态平滑补偿装置对于无功负荷小范围波动频繁且对补偿精度要求较高的场合，可以使用VQC+MCR混合型动态无功补偿装置。
原理:VQC电容器组按小容量多分组减少投切冲击，作为有级差慢速粗调， MCR的容量很小，只相当于极差容量，当无功、电压在小范围频繁波动时，MCR快速响应，精细调节无功输出，精确贴合无功负荷曲线，使系统功率因数恒定在0.95以上，大幅提高设备使用寿命和工作质量。
1、市场上常见的几种无功补偿模式的优缺点及适用场合市场上常见的无功补偿技术主要有：VQC、动态补偿、固定补偿。
固定补偿：曾因其结构简单，造价低的优点在早期的系统内变电站大量运用，适用于无功负荷稳定的场合，但由于其固有的缺点：容量调整需人工干预、易过补或欠补、无法隔离故障正逐步被VQC所替代。
动态补偿：SVG、SVC，其特点是响应迅速，主要用于电弧炉、轧钢设备、矿井提升机、电力机车牵引等特殊的冲击性负荷设备，以维持设备正常运行为目的。
设备造价极高，运行可靠性差，后期维护困难，运行成本高。
就节能降损投资回报率而言其效果远不如VQC和固定补偿。
VQC（电压无功综合控制）:在用户以节能降损、提高输变电设备的输送能力为目的的应用场合，VQC以其节能效果明显、跟踪补偿效果好、免维护、自动化程度高、造价合理等特点广泛应用于电力系统变电站、开闭所和其他工矿企业。
2、当前市场常规VQC存在的问题常规VQC产品作为无功补偿设备中二代产品，因其按需自动补偿，维护简单，成本适中的优点得到了广大客户的欢迎，但受当时经济技术条件的限制，使用中发现存在以下问题：2.1分组不细，投切冲击大传统的VQC因为受成本的限制一般分为2-4级，最多不会超过5级，电容级差大，投切电容器组对系统的冲击大，无法实现精细补偿。
2.2装置运行不可靠，故障率较高受当时经济技术条件的限制，VQC二代产品的结构设计和元件选型上存在安全隐患，造成运行不可靠，故障率较高。
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域（4） V越下限，力率下限
力率上限
力率下限
• 域（1）电压超上限，力率正常：降主变档位， 若已在最低档，则切电容器。
• 域（2容器。
• 域（3）电压正常，力率超下限：投电容器。
• 域（3S）电压正常偏高，力率超下限：若电容 器未投，先降档再投电容器。
8.通过网络通讯能接收主站下发的控制命令和定值， 当通讯中断时，能自动恢复自身定值运行 。
VQC装置的闭锁功能
• 1. 30ms时间闭锁，在30ms时间内，若有遥信 变位，装置不动作。
• 2. 遥信保护信号产生闭锁，一次设备在特殊 情况下不能动作，产生保护遥信信号，VQC接 收到保护遥信，立即作出相应等级的闭锁。
电压无功自动投切装置VQC
讲座
何谓VQC装置？
• VQC装置是根据电网电压、无功的变化， 为满足供电用户的电压，供电部门力率 的要求，自动调整变压器分接头、投切 电容器的自动装置。
VQC装置的控制目的：
• 1.实时检测系统电压，无功功率，功率因 数等参数，通过投切电容器（电抗器）、 调节变压器分接头，使得输出电压和功 率因数在合格范围内，从而达到提高供 电质量的目的。
• SOE信息区显示事件记录的序号、遥信号、 状态、和变位时间。
• 4.变压器和电容器的实时状态符号表示：
投入运行
切除运行
检修或故障
状态信息区主要显示控制方式（手动、调试、自动、遥控四种）， 实时时钟，功能分项选择、口令输入，与后台通讯状态，以及装置 部分信息代码。
•
表示开关； 表示变压器；当由
时表示开关或变压器投入运行
变为
运行方式界面：按 或 进入运行方式界面，显示变压器、电 容器运行状态、累计动作次数、电压、有功、无功、力率数据等。
• 域（4）电压越下限，力率超下限：投电容， 否则升档。
• 域（5）电压越下限，力率正常： 升主变档位； 若已在最低档，则强投电容器。
• 域（6）电压越下限，力率越上限：升档； 若已在最高档，则强投电容器。
• 域（7）电压正常，力率越上限：切电容 器。
• 域（7S）电压正常偏低，力率越上限： 若有电容器未切，先升档再且电容器 （若无或已在最高档，则不动作）。
• 3. 运行方式改变闭锁，控制出口前，运行方 式改变（如1＃主变投运改为2＃主变投运）则 将出口命令立即取消。
• 4. 控制对象当天被控次数达到规定值，不会 在产生控制。
5.同一控制对象两次被控时间太短，低于内部设定限 值，不会产生控制。
6.拒动、滑档、错档等故障产生的闭锁，当设备、装 置等故障，或其它原因，VQC控制命令出口后，控制 对象不动作，或动作错误， VQC装置自动闭锁，控 制方式转为手动。故障解除后，需人工操作改为手动， 解除闭锁，方可转入自动或遥控。
• 域（8）电压越上限，力率越上限：切电 容器，若无电容器可切，则降档。
• 域（9）电压正常，力率正常：不动作。
成都星宇公司VQC界面
VQC装置接入方式：
• 1.受控设备的电流、电压、遥信信息、出口回 路直接接入VQC装置，VQC装置自动采集有关 信息对受控设备进行控制。优点：可靠性高不 受外界干扰，运行维护简便。
遥测信息界面
• 遥信信息区 • 状态信息区
2.2 遥信信息查询
• 遥信信息区分为两个区：状态信息区和 遥信信息区。
• 状态信息区显示电压无功的控制方式和 装置的实时时钟。
• 遥信信息区显示遥信编号、状态、当前 次数、累计次数和接点类型。
遥信信息界面
• 遥信信息区 • 状态信息区
2.3 SOE信息查询
1.主界面四个区域
• 1.功能选择区：查询、修改、控制、口令和谐 波。
• 2.变压器信息区：变压器编号、实时状态、实 时分接头档位、当日分接头动作次数、低压侧 电压及高压侧功率因数。
• 3.电容器投切、脉冲闭锁记录信息区：显示电 容器组的编号和实时状态，当日电容器投切次 数以及脉冲闭锁记录信息。从左至右为：全局 闭锁、控制对象0（1、2、3、）闭锁，该记录 只有人工手动操作才能清除。
• 2.调整电压为第一目标，调整COSФ （或 Q）为第二目标。
VQC的基本控制原理：
域（8） V越上限，力率上限
域（7） V正常，力率上限
域7S
域（6） V越下限，力率上限
域（1） V越上限，力率正常
域（9） V正常，力率正常
域（5） V越下限，力率正常
域（2） V越上限，力率下限
域3S
V上限
域（3） V正常，力率下限
5.可由用户划分每日的时段，根据不同时段、不同 变压器负荷设置不同的控制参数，从而使电压、无 功控制更符合实际运行要求。
6.对多台变压器、多台电容器、多条母线的变电站 的各种运行方式能自动识别，确定相应的控制策略 。
7.具有异常情况下控制的自动闭锁能力，抗干扰能 力强，防止各类误操作。当系统出现闭锁时，能提 示闭锁原因 。
• 2.受控设备的电流、电压、遥信信息、出口回 路通过串行通讯接口与VQC通讯。优点：达到 与综自资源共享，节省二次电缆。缺点：运行 不可靠，受综自影响大，运行维护复杂，运行 效果差。
VQC装置性能特点
• 1.综合运用人工智能、自动控制理论和计算机技术，对 功能和可靠性进行全面整体设计 。
• 2.采用先进的模糊逻辑控制技术，弥补了传统的基于九 区图进行电压、无功控制的不足，达到最佳的电压、 无功控制效果 。
2.查询功能：
• 在主界面中，按下按键“1”，选择查询 功能，并在状态信息区中显示查询功能 的分项选择。
1、遥测 2、遥信 3、定值 4、SOE 5、控制
2.1 遥测信息查询
• 遥测信息分为两个区域：状态信息区和 遥测信息区。
• 遥测信息以支路为单元，支路可以是变 压器和输电线路，包括三个相电压、三 个线电压、三个相电流、有功功率、无 功功率、功率因数。
• 3.融入反时限概念，保证电压调节的平稳性，并限制有 载调压变压器分接开关和补偿电容器开关每日动作次 数在规定范围内，延长设备使用寿命，同时对多组电 容器采用自动循环投切，均衡了开关和电容器使用寿 命。
• 4.可以综合也可以分别单独对有载调压变压器和电容器 组进行闭环自动控制，还可以人工手动开环控制 。