VQC原理和动作策略说明

电压无功自动控制功能

说明文档

手段：

根据主变的遥测、遥信、档位信息及电容器、母联的遥信信息，利用区域图原理来自动进行主变档位的升降和电容器组投切的调节，使变电站负荷侧母线电压、系统无功维持在合理范围内 电压优先原则：

电力用户对系统电压的要求更高，为了体现这一原则，采用电压优先功能，即牺牲无功的合理性来尽量达到电压的合格性。电压优先功能具体体现在：当有载调压分接头调至最高档时，系统电压仍低于电压下限值，此时不管无功是否合理，强行投入电容器以升高电压。当有载调压分接头调至最低档时，系统电压仍高于电压上限值，强行切除电容器以降低系统电压。 双绕组有载调压降压变压器控制策略：

调压原理示意图如下：

调节变压器分接头实际就是改变变压器的变比，在变压器高压侧电压不变的情况下，二次侧电压因为变比发生改变而变化：变比增大时二次侧电压降低；反之升高。

调节变压器分接头在改变二次侧电压的同时，负荷由于工作电压的改变其运行点也会发生改变，所以负荷吸收的无功功率也会发生改变。具体的说，电压升高时负荷吸收的无功功率增加，反之减少。此时如果二次侧有补偿电容器投入运行，则电容器发出的无功功率也要增加。

投切电容器实际上就是改变当地的无功功率电源容量。在当地负荷基本不变的情况下投电容器会造成电网送进无功功率减少，而切电容器则反之。

投切电容器由于造成了电网送进的无功功率变化，变压器高压侧的电压因为进线的电压损耗发生改变而改变，从而二次侧的电压也会发生改变。具体的说，投电容器除造成进线无功功率减少外，二次侧电压会有所升高，反之，切电容器除造成进线无功功率增加外，二次侧电压会有所降低。具体幅度随当时负荷的大小和类型的不同而不同。

现场一般都是用九域图方法来对变电站的电压和无功进行控制。

为了防止调节振荡，在九域图的基础上再加以细化，共分为17区。控制区域划分如下图，其中电压(U)为目标母线电压，无功(Q)为主变高压侧无功。ΔUU为分接头调节一档引起的电压最大变化量，ΔUq为投切一组电容器引起的电压最大变化量，ΔQＵ为分接头调节一档引起的无功最大变化量，ΔQｑ为投切一组电容器引起的无功最大变化量。区域9的上下限的决定有两种方法：时段方式和计算方式。

单台变压器(或两台变压器并联)运行各区域的控制原则如下：

（注：这里的变压器假设是逆向调压类型的）

1区：电压越上限，无功越下限；切电容器。 2区：电压越上限，无功正常偏小；切电容器。

3区：电压越上限，无功正常；如果能切电容器，则优先切电容器。 4区：电压越上限，无功正常偏大；升分接头。

5区：电压越上限，无功越上限；升分接头，若分接头已到最高档，则强切电容器。

6区：电压正常偏大，无功越下限；切电容器。 7区：电压正常偏大，无功越上限；升分接头。 8区：电压正常，无功越下限；切电容器。 9区：电压正常，无功正常；不动。

10区：电压正常，无功越上限；先考虑投电容器后考虑升分接头。 11区：电压正常偏小，无功越下限；降分接头。 12区：电压正常偏小，无功越上限；投电容器。

13区：电压越下限，无功越下限；降分接头，若分接头已到最低档，则强投电容器。

14区：电压越下限，无功正常偏小；降分接头。 15区：电压越下限，无功正常；降分接头。 16区：电压越下限，无功正常偏大；投电容器。 17区：电压越下限，无功越上限，投电容器。

两台主变组独立运行(高压侧母联合位)时VQC的动作策略

A 进线无功低于下限值的情况 Ⅰ主变组处于1区域时

① 当Ⅱ处于1区时： 如两母上已无电容器组可切，上调两主变分接头； ② 当Ⅱ处于6区时： 如Ⅰ母上无电容器组可切，上调Ⅰ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于8区时： 如Ⅰ母上无电容器组可切，上调Ⅰ主变分接头； ④ 当Ⅱ处于11区时：如Ⅰ母上无电容器组可切，上调Ⅰ主变分接头； ⑤ 当Ⅱ处于13区时：上调Ⅰ主变分接头；

Ⅰ主变组处于6区域时

① 当Ⅱ处于1区时： 如Ⅱ母上已无电容器组可切，上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于6区时： 如两母线上已无电容器组可切，不动作； ③ 当Ⅱ处于8区时： 如Ⅰ母上已无电容器组可切，不动作； ④ 当Ⅱ处于11区时：如Ⅰ母上已无电容器组可切，不动作； ⑤ 当Ⅱ处于13区时：下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于8区域时

① 当Ⅱ处于1区时： 如Ⅱ母线上已无电容器组可切，上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于6区时： 如Ⅱ母线上已无电容器组可切，不动作； ③ 当Ⅱ处于8区时： 如两母线上已无电容器组可切，不动作； ④ 当Ⅱ处于11区时：如Ⅱ母上已无电容器组可切，不动作； ⑤ 当Ⅱ处于13区时：下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于11区域时

① 当Ⅱ处于1区时： 如Ⅱ母上无电容器组可切，上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于6区时： 如Ⅱ母上已无电容器组可切，不动作； ③ 当Ⅱ处于8区时： 如Ⅱ母上已无电容器组可切，不动作； ④ 当Ⅱ处于11区时：不动作；

⑤ 当Ⅱ处于13区时：下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于13区域时

① 当Ⅱ处于1区时： 上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于6区时： 下调Ⅰ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于8区时： 下调Ⅰ主变分接头； ④ 当Ⅱ处于11区时：下调Ⅰ主变分接头； ⑤ 当Ⅱ处于13区时：下调两主变分接头；

B 进线无功高于上限值的情况 Ⅰ主变组处于5区域时

① 当Ⅱ处于5区时： 如果两主变分接头已到达最高位置，强切两母线上

的电容器；

② 当Ⅱ处于7区时： 如果Ⅰ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅰ母线上

的电容器；

③ 当Ⅱ处于10区时： 如果Ⅰ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅰ母线上

的电容器；

④ 当Ⅱ处于12区时： 如果Ⅰ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅰ母线上

的电容器；

⑤ 当Ⅱ处于17区时： 如果Ⅰ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅰ母线上

的电容器；

Ⅰ主变组处于7区域时

① 当Ⅱ处于5区时： 如Ⅱ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅱ母线上的

电容器；

② 当Ⅱ处于7区时： 如两主变分接头已到达最高位置，按电压优先的原

则，不再动作；

③ 当Ⅱ处于10区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可投，按电压优先的原则，

不再动作；

④ 当Ⅱ处于12区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可投，按电压优先的原则，

不再动作；

⑤ 当Ⅱ处于17区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可投，下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于10区域时

① 当Ⅱ处于5区时： 如果Ⅱ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅱ母线上

的电容器；

② 当Ⅱ处于7区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可投，按电压优先的原则，

不再动作；

③ 当Ⅱ处于10区时： 如两母线上已无电容器可投，按电压优先的原则，

不再动作；

④ 当Ⅱ处于12区时： 如两母线上(Ⅱ母优先)已无电容器可投，按电压优

先的原则，不再动作；

⑤ 当Ⅱ处于17区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可投，下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于12区域时

① 当Ⅱ处于5区时： 如Ⅱ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅱ母线上的

电容器；

② 当Ⅱ处于7区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可投，按电压优先的原则，

不再动作；

③ 当Ⅱ处于10区时：如两母线上(Ⅰ母优先)已无电容器可投，按电压优先

的原则，不再动作；

④ 当Ⅱ处于12区时： 如两母线上已无电容器可投，按电压优先的原则，

不再动作；

⑤ 当Ⅱ处于17区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可投，下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于17区域时

① 当Ⅱ处于5区时： 如果Ⅱ主变分接头已到达最高位置，强切Ⅱ母线上

的电容器；

② 当Ⅱ处于7区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可投，下调Ⅰ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于10区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可投，下调Ⅰ主变分接头； ④ 当Ⅱ处于12区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可投，下调Ⅰ主变分接头； ⑤ 当Ⅱ处于17区时： 如两母线上已无电容器可投，下调两主变分接头；

C 进线无功正常的情况 Ⅰ主变组处于2区域时

① 当Ⅱ处于2区时： 如两母线上已无电容器可切，上调两主变分接头； ② 当Ⅱ处于9区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可切，上调Ⅰ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于14区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可切，上调Ⅰ主变分接头；

Ⅰ主变组处于3区域时

① 当Ⅱ处于3区时： 如两母线上已无电容器可切，上调两主变分接头； ② 当Ⅱ处于9区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可切，上调Ⅰ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于14区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可切，上调Ⅰ主变分接头； ④ 当Ⅱ处于15区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可切，上调Ⅰ主变分接头；

Ⅰ主变组处于4区域时 ① 当Ⅱ处于4区时： 如两主变分接头已到最高档位，强切两母上的电容器； ② 当Ⅱ处于9区时： 如Ⅰ主变分接头已到最高档位，强切Ⅰ母上的电容器； ③ 当Ⅱ处于14区时： 如Ⅰ主变分接头已到最高档位，强切Ⅰ母上的电容器；

④ 当Ⅱ处于15区时：如Ⅰ主变分接头已到最高档位，强切Ⅰ母上的电容器； ⑤ 当Ⅱ处于16区时：如Ⅰ主变分接头已到最高档位，强切Ⅰ母上的电容器；

Ⅰ主变组处于9区域时

① 当Ⅱ处于2区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可切，上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于3区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可切，上调Ⅱ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于4区时： 如Ⅱ主变分接头已到最高档位，强切Ⅱ母上的电容器；

④ 当Ⅱ处于9区时： 不动作；

⑤ 当Ⅱ处于14区时： 如Ⅱ主变分接头已到最低档位，投Ⅱ母上的电容器； ⑥ 当Ⅱ处于15区时： 如Ⅱ主变分接头已到最低档位，投Ⅱ母上的电容器； ⑦ 当Ⅱ处于16区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可投，下调Ⅱ主变分接头；

Ⅰ主变组处于14区域时

① 当Ⅱ处于2区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可切，上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于3区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可切，上调Ⅱ主变分接头； ③ 当Ⅱ处于4区时： 如Ⅱ主变分接头已到最高档位，强切Ⅱ母上的电容

器；

④ 当Ⅱ处于9区时： 如Ⅰ主变分接头已到最低档位，投Ⅰ母上的电容器； ⑤ 当Ⅱ处于14区时： 如两主变分接头已到最低档位，投两母上的电容器；

Ⅰ主变组处于15区域时

① 当Ⅱ处于3区时： 如Ⅱ母线上已无电容器可切，上调Ⅱ主变分接头； ② 当Ⅱ处于4区时： 如Ⅱ主变分接头已到最高档位，强切Ⅱ母上的电容

器；

③ 当Ⅱ处于9区时： 如Ⅰ主变分接头已到最低档位，投Ⅰ母上的电容器； ④ 当Ⅱ处于15区时： 如两主变分接头已到最低档位，投两母上的电容器；

Ⅰ主变组处于16区域时

① 当Ⅱ处于4区时： 如Ⅱ主变分接头已到最高档位，强切Ⅱ母上的电容

器；

② 当Ⅱ处于9区时： 如Ⅰ母线上已无电容器可投，下调Ⅰ主变分接头；

③ 当Ⅱ处于16区时： 如两母线上已无电容器可投，下调两主变分接头；

三绕组有载调压降压变压器VQC控制策略：

基本方法同双绕组有载调压降压变压器的控制方法，仅仅因为在调节低压母线电压的同时会影响中压侧的电压。三绕组变压器可以看成两个双绕组变压器，调节低压侧电压的同时在低压侧参数满足要求的前提下还应能兼顾中压侧的电压。对于实施逆调压的变电站的VQC控制往往是以中压侧的电压为控制目标的，这一点在实施时需要注意。 功能说明

? 可满足二台主变、四组电容器的综合控制。

? 实时跟踪变电站运行情况的变化，自动识别主变及电容器的运行方式，

自动确定控制策略和控制对象；

? 响应调度/控制中心通过远动信号发出的指令，闭锁装置并执行越级控制

指令。

? 具有强投强切功能，即电压优先的控制原则，当调档不能满足电压限值

要求时，不管Q是否满足要求，采取投切电容器的方法来保证电压合格。 ? 有定时投切电容器的功能（即低谷时强切电容，高峰时强投电容，投且

时段可人工设定），该功能可人工设定为执行或不执行。

? 优化控制策略：为减少调档次数，在无功满足要求的情况下尽量采取投

退电容器的方法来改变电压。只有在投退电容器后会引起无功不合适的情况下才靠调档来改变电压。

? 无功倒送强切：当主变电源侧无功为负值，即向系统倒送无功时，强切

电容器而不管其他指标。即不允许倒送无功。该功能可由人工选择投入或退出（执行或不执行该原则）。 ? 均衡投切原则：并列运行时，装置能检测除各段母线上电容器各是多少，

当需要投退电容时，根据预测结果选择某一容量的电容器投退。若各段母线上均有该容量的电容器，则控制的结果应使各段母线上的电容器值尽量保持均衡。

? 控制次数可人工设置：可分别设置每天调档的次数及电容器的投退次数。

超过此次数后装置不再发控制命令。

? 可人工设置该装置为自动方式还是发讯方式，当设置为发讯方式是不发

控制命令，而只是将控制动作以某种方式通知值班人员。

? 当检测量达到动作值时，装置应能延时10~1000秒后再发出控制命令。

具体延时时间人工设定。

? 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。

? 信息的就地、远方上送，包括：各电容器的投切记录、各主变的分接头

动作记录，异常、闭锁信号。

? 现场输入参数、改变控制方式等应有密码设置，密码可以修改。

? 下面的一些参数是可以进行调整的，一旦装置的运行参数满足这些调整

值以后，装置才能发正常的调节命令。

(1) 有载调压变压器

●主变相邻两次升降间隔时间 ●主变一天内的调档次数 (2) 电容器组

●电容器相邻两次投切间隔时间 ●电容器一天内的投切次数 ? 闭锁功能：

(1) 有载调压变压器

● 主变滑档(发急停信号，同时闭锁) ● 主变分接开关拒动

● 主变并列时档位不一致

● 主变异常(包括压力异常，瓦斯动作等) ● 保护动作

● 中性点刀闸未接地 ● 主变开关双位置错误 ● 母联开关双位置错误

● 母线电压异常（低压母线电压低于额定值90%，高于115%） (2) 电容器组

● 电容器非正常投切 ● 电容器开关异常 ● 保护动作 ● 控制回路断线

● 电容器开关双位置错误 ● 母联开关双位置错误 ● 母线电压异常

VQC工作流程图

Vqc_Proc()线程在pasmain.cpp中创建

Vqc_Proc()VQC开始检查调度有否发出投退VQC命令N目前VQC在投位置吗？Y初始化调节参数判断VQC的调节模式休息10秒钟人工方式操作提示方式定时投切方式自动调节方式根据主变和母线的运行方式计算出运行区域供运行人员参考显示运行区域并给出调节指导根据主变和母线的运行方式计算、显示出运行区域并执行定时投切判断主变运行方式两主变并列运行略单台主变运行两主变独立运行略另一线程计算运行区域N需要调节吗？Y延迟规定的时间NN需要闭锁吗？Y闭锁调节命令发调节命令处理并发信号给调度检查调节结果调节成功吗？Y

统计部分(两个线程)流程图

VQC记录统计功能

两个线程均在pasmain.cpp中创建 1．越限统计

StatTimeofUnnormal()开始等待40秒初始化工作N母线停运了吗？YN上次轮询时已停运了吗？YN两母线均停运了吗？YN刚停运的吗？Y功率因数统计的善后处理工作功率因数越限了吗？Y统计功率因数越限时间N两母线依然停运吗？Y休息20秒统计功率因数正常时间N越限记录计算电压合格率电压越限了吗？Y统计电压正常时间N计算功率因数合格率

2．电容器统计

StatCapa()开始等待40秒确定当前所处时段号本时段结束了吗？Y计算当前时段总投入时间N计算电容器投入率今天要结束了吗？Y保存日数据，删除以往日数据进入下一天NN当前时段号加1今天是本月最后一天吗？YN本月要结束了吗？Y保存月数据，删除以往月数据计算并存储本月当前时段月投入率

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