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变电站自动化系统中安全自动恢复装置研究 　　【摘要】针对变电站自动化系统中安全自动恢复装置的研究，文中介绍了变电站同期合闸，主要是同期合闸的说明、环网并列与差频、同期遥控方式及自适应识别、合闸导前时间计算和同期算法计算方法，探讨了电压无功综合自动控制，主要有VQC控制特性及控制模式的思考、运行方式的自动识别、全网无功电压控制无功调控和备用电源自动投入、小电流接地系统的接地选线。 　　【关键词】同期合闸；VQC；备用电源；接地选线 　　引言 　　变电站自动化系统由间隔层综合自动化系统（包含监控单元和通讯总线）及变电站层监控系统构成；主要用于35KV/66KV电压等级的输配电线路保护，主设备保护和测量控制系统。当前变电站自动化系统的发展趋势将会不断朝着高集成化、数字化、标准化方向发展。随着集成电路和计算机技术的飞速发展，各种新型的大规模集成电路将会进一步应用在继电保护和测控装置上，这些新器件的应用将使保护和测控装置的电路板更加小型集成化。有利于实现统一的运行管理。 　　1、变电站同期合闸 　　为了保证变电站的安全运行，发电厂，大型供电站随时需要同期合闸，同期合闸需要密切关注三相交流电的相位、幅值和频率问题。 　　1.1同期合闸的说明。同期合闸是变电站中经常遇到的操作，对减小冲击，提高系统稳定性具有重要作用。同期的条件有三点：频差、压差、角差合格。同期合闸要求为安全、准确、快速。三个条件中安全最重要，同期装置必须有完善的闭锁功能，宁拒动不误动。对差频同期，在系统角差为0时合闸，对系统的冲击最小；电厂中作为发电机的并网，快速性也很重要，捕捉第一次合闸可以节省大量能源。 　　1.2环网并列与差频。差频同期是指两个没有电气联系的两个系统的并列，包括发电机的并网及两个无联系电网的并列；两侧的频率不同，有可能捕捉到0角度合闸时机。环网并列是指两个本已有电气联接的系统，再在该点增加一个联络开关；两侧频率相同，相角差即为系统在这两点之间的功角，该角度在网络拓扑及负荷没有大变动时保持不变。 　　1.3同期遥控方式及自适应识别。装置虽然可以自适应地判断出是同频还是差频，但对频差很小的系统，这样作意味着牺牲一些时间来判断，会对合闸的时机带来延误。而调度员是了解系统的运行结构的，知道欲合闸的断路器是处于同频还是差频同期位置，在发命令的时候即区分开同频同期、差频同期、遥控合闸命令会更好。装置的自动识别功能，是指在合闸命令下发后，自动判断是差频、同频还是无压状态，并由不同的约束条件进行操作。 　　1.4合闸导前时间的计算。装置出口到断路器合上闸的动作时间,它的准确获得直接关系到同期点角差的准确性。常规方法是通过开入量的方式，即通过接入断路器的辅助接点，来计算发出合闸令到该信号变位的时间。该方法思路直接，容易实现；但问题是当断路器合上电流的时刻与辅助接点变位不一致的时差会引入误差，另外要接点抖动也影响精度。 　　1.5同期算法计算方法。大体有两种，一是硬件整形脉冲比相的方法，一是通过采样点比较幅值和相位的方法。两种方法各有利弊，互相配合能产生完善而稳定的效果。 　　2、电压无功综合自动控制 　　2.1VQC控制特性及控制模式的思考。 　　相对于同期合闸，VQC则是一个时刻运行的、以整个变电站为对象的、相对慢速的一个控制系统。其控制策略复杂，对出口的实时性要求不高，但对闭锁的响应要求快速、完备。现有站内VQC实现方式基本有3种：后台软件VQC、主控单元网络VQC、独立硬件的VQC。现在的问题是：用户选择时，既觉得独立硬件的VQC系统造价高、多拉电缆，又担心网络型VQC产品的可靠性：VQC对对闭锁的速度要求高。网络型VQC的问题是，当发出控制出口命令后，这时发生可主变保护或电容器保护动作等需闭锁的情况，无法弥补这个时间差。换一个思路思考：把控制策略放在PC机中，而把闭锁策略放在相应的测控单元中。即后台控制+闭锁，间隔层闭锁。通过软PLC功能将需要的闭锁条件输入IO装置中，对后台发来的控制命令不是即刻执行，而是通过自身的闭锁逻辑检查，出口条件满足才能出口，这样既保证了实时的闭锁速度，又保证了后台策略的丰富。 　　以上三种方式是对电站内实现VQC的方法，但实际应用过程中有的局内不使站内单独VQC系统，因它是在站内单独的调节，往往满足不了系统要求，存在一定弊端，常使用系统综合电压无功自动调节，在调度自动化端实现，来调节整个系统的无功优化组合。 　　2.2运行方式的自动识别。变电站运行方式会随着负荷和设备状况调整，这样就要求VQC要自适应跟随运行方式的改变，作出不同的控制策略。对不同的变压器组数、不同的一次接线方式，由母联、分段、桥开关、变压器的组合可以有多种接线方式，不同方式控制策略是不同的，这里面有一个模式识别的问题。 　　本文提出的识别方法不仅应包括母联、分段等