[實(shí)用新型]基于現(xiàn)場(chǎng)總線的變電站電壓智能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200820162342.3
• 申請(qǐng)日: 2008-08-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN201256298Y
• 公開(kāi)（公告）日: 2009-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳懷忠;韓承江;劉健
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院;陳懷忠
• 主分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 分類(lèi)號(hào): H02J3/18
• 代理公司: 紹興市越興專(zhuān)利事務(wù)所
• 代理人: 方劍宏

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的變電站電壓智能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，適用于6KV以上變電站，根據(jù)電網(wǎng)的參數(shù)，采用現(xiàn)場(chǎng)總線技術(shù)控制有載調(diào)壓變壓器自動(dòng)調(diào)壓和無(wú)功補(bǔ)償電容器組的自動(dòng)投切，使變壓器和電容器工作在最佳狀況，確保電壓合格率達(dá)到規(guī)定的要求，有效減少無(wú)功損耗并保持系統(tǒng)功率因數(shù)在較高范圍內(nèi)。

背景技術(shù)

隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，電能的生產(chǎn)以及輸送與人們的生產(chǎn)愈發(fā)密切相關(guān)。在正常情況下，用電設(shè)備不但要從電源取得有功功率，同時(shí)還需要從電源取得無(wú)功功率。如果電網(wǎng)中的無(wú)功功率供不應(yīng)求，用電設(shè)備就沒(méi)有足夠的無(wú)功功率來(lái)建立正常的電磁場(chǎng)，那么，這些用電設(shè)備就不能維持在額定情況下工作，用電設(shè)備的端電壓就要下降，從而影響用電設(shè)備的正常運(yùn)行。無(wú)功功率對(duì)供、用電產(chǎn)生一定的不良影響，主要表現(xiàn)在降低發(fā)電機(jī)有功功率的輸出、降低輸變電設(shè)備的供電能力、造成線路電壓損失增大和電能損耗的增加、造成低功率因數(shù)運(yùn)行和電壓下降，使電氣設(shè)備容量得不到充分發(fā)揮。從發(fā)電機(jī)和高壓輸電線供給的無(wú)功功率，遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了負(fù)荷的需要，所以在電網(wǎng)中要設(shè)置一些無(wú)功補(bǔ)償裝置來(lái)補(bǔ)充無(wú)功功率，以保證用戶(hù)對(duì)無(wú)功功率的需要，這樣用電設(shè)備才能在額定電壓下工作。這就是電網(wǎng)需要裝設(shè)無(wú)功補(bǔ)償裝置的道理。降低電網(wǎng)損耗是目前城網(wǎng)改造的主要目的之一。在整個(gè)電網(wǎng)損耗中，配電系統(tǒng)的網(wǎng)損約占整個(gè)網(wǎng)損的70％，因此，降低配電系統(tǒng)的網(wǎng)損是降低整個(gè)電網(wǎng)損耗的關(guān)鍵。在配電系統(tǒng)中，大部分用電設(shè)備的自然功率因數(shù)在0.7左右，即配電系統(tǒng)的網(wǎng)損有50％由無(wú)功引起的，如果使配電系統(tǒng)的無(wú)功得到補(bǔ)償，則配電系統(tǒng)的網(wǎng)損可降低50％，整個(gè)電網(wǎng)損耗可降低35％，具有較大的節(jié)能效益。可見(jiàn)，通過(guò)有載調(diào)壓變壓器的調(diào)節(jié)和并聯(lián)補(bǔ)償電容器的投切實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)電壓和無(wú)功的綜合調(diào)控，對(duì)降損節(jié)能、保證電能質(zhì)量、增加設(shè)備容量、提高線路輸送能力、保證電力部門(mén)和用戶(hù)的總體運(yùn)行技術(shù)指標(biāo)和經(jīng)濟(jì)指標(biāo)最佳具有重要的作用，對(duì)電力系統(tǒng)的安全和人民生產(chǎn)、生活質(zhì)量的提高都有重大的意義。

目前國(guó)內(nèi)用于變電站電壓無(wú)功綜合控制裝置型號(hào)較多，但主要存在以下幾個(gè)問(wèn)題：

(1)抗干擾問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品中心控制器一般采用單片機(jī)，該控制系統(tǒng)是低電平的弱電系統(tǒng)，但它的工作環(huán)境是電磁干擾極其嚴(yán)重的強(qiáng)電場(chǎng)所，為增強(qiáng)微機(jī)系統(tǒng)的可靠性就必須采取一系列的軟、硬件抗干擾措施。為提高單片機(jī)控制系統(tǒng)的抗干擾能力所采取的各種措施勢(shì)必增加設(shè)備的投資，延長(zhǎng)控制器的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并且使系統(tǒng)復(fù)雜程度增加導(dǎo)致系統(tǒng)可靠性降低。

(2)通訊聯(lián)網(wǎng)問(wèn)題。電力系統(tǒng)自動(dòng)化技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)是要求控制裝置在正常的情況下能夠獨(dú)立的完成本變電站內(nèi)的電壓無(wú)功綜合調(diào)控，達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)責(zé)任分散、控制分散、風(fēng)險(xiǎn)分散的控制目標(biāo)。在緊急情況下能夠作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)執(zhí)行調(diào)度中心的控制命令，從而從根本上提高全系統(tǒng)的可靠性和經(jīng)濟(jì)性。還要求在正常的運(yùn)行工況下，能把控制的結(jié)果向調(diào)度中心匯報(bào)，允許上級(jí)調(diào)度部門(mén)對(duì)控制裝置的控制目標(biāo)進(jìn)行靈活設(shè)定，以滿足系統(tǒng)安全、穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的要求。目前國(guó)內(nèi)產(chǎn)品通訊聯(lián)網(wǎng)功能弱，與其它自動(dòng)化設(shè)備不能兼容聯(lián)網(wǎng)，不易實(shí)現(xiàn)變電站綜合自動(dòng)化。

(3)無(wú)功控制策略問(wèn)題。現(xiàn)有的傳統(tǒng)九區(qū)電壓無(wú)功分區(qū)控制策略是定性分析確定的，其區(qū)域邊界值固定，調(diào)節(jié)策略基本上是按照無(wú)功越限投切電容、電壓越限調(diào)分接頭的原則進(jìn)行。實(shí)際上兩者之間存在著相互影響，且電容投切的效果與系統(tǒng)的負(fù)荷情況關(guān)系很大，系統(tǒng)的負(fù)荷是時(shí)刻都在變化的，不考慮系統(tǒng)負(fù)荷狀況影響的區(qū)域控制策略顯然是不合理的。

(4)自動(dòng)化程度不高，操作復(fù)雜。目前國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的無(wú)功補(bǔ)償裝置大多采用單片機(jī)作為中心控制器，液晶顯示屏作為顯示設(shè)備，加上若干個(gè)功能鍵操作菜單，操作復(fù)雜，信息量低、可靠性較低，難以滿足現(xiàn)場(chǎng)自動(dòng)化實(shí)際需要。

實(shí)用新型內(nèi)容

針對(duì)目前國(guó)內(nèi)變電站電壓無(wú)功補(bǔ)償裝置的抗干擾能力弱、通訊聯(lián)網(wǎng)能力差、控制策略不合理、自動(dòng)化程度低等方面的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種可靠性高、組態(tài)靈活、功能齊全的基于現(xiàn)場(chǎng)總線的變電站電壓智能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置。

本實(shí)用新型為實(shí)現(xiàn)上述目的采取的技術(shù)方案為，一種基于現(xiàn)場(chǎng)總線的變電站電壓智能無(wú)功動(dòng)態(tài)補(bǔ)償裝置，包括一個(gè)中心控制器，信號(hào)采集裝置通過(guò)MODBUS現(xiàn)場(chǎng)總線與總線轉(zhuǎn)換模塊相連，總線轉(zhuǎn)換模塊與現(xiàn)場(chǎng)監(jiān)控顯示系統(tǒng)，以及由通訊模塊、上位機(jī)、打印機(jī)組成的擴(kuò)展單元分別通過(guò)PROFIBUS-DP現(xiàn)場(chǎng)總線與中心控制器相連，中心控制器上的輸入模塊、輸出模塊共同組成I/O數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)，I/O數(shù)據(jù)輸入輸出系統(tǒng)分別與信號(hào)輸入模塊、信號(hào)輸出模塊、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)相連。

本實(shí)用新型進(jìn)一步的設(shè)置為：