CN111049148A - 一种变压器分接头自动调节控制方法 - Google Patents

Abstract

一种变压器分接头自动调节控制方法，包含如下步骤：将变压器铭牌参数输入到通信网关机内；调整时，根据母线电压的偏移量，设定一个母线电压值Ux，传送至厂站端的数据通信网关机中；通信网关机接收到调度监控系统下发的遥调指令后，更新采集到的变压器高压侧母线电压值U，以及主变低压侧和各配出线路的无功功率，并进行无功功率总和计算；通过通信网关机接收调度监控系统下发的母线电压设定值Ux后，与母线电压的当前值Ud进行对比：当通信网关机做出相应的升降档判断之后，向主变测控装置发出相应的遥控命令，由主变测控装置控制进行变压器分接头调整。该方法能够降低调度值班员调整变压器分接头时的工作量，提升整个调压过程的工作效率。

Description

一种变压器分接头自动调节控制方法

技术领域

本发明属于电力调度自动化系统远程控制领域，特别涉及一种变压器分接头自动调节控制方法。

背景技术

为了提高供电电能质量，保证用电设备高效可靠的运行，需要对电力系统电压进行控制。当变电站内低压侧母线由于无功的不平衡导致母线电压超过可安全稳定运行范围，或者变压器系统侧电压偏低时，往往需要对变压器的分接头进行调整，使低压母线电压维持在额定电压的规定范围内。

当母线电压超出合理范围时，调度端的调度监控系统会自动判断母线电压越限，并生成告警信息，提示运行值班人员及时处理。对变压器分接头进行调整通常采用遥控的方式进行，对变压器的升档、降档采用测控装置的遥控合、分触点，每调一档需要在调度监控系统中完成一次完整的遥控操作，并且需要等待母线电压稳定和档位信息更新之后才能进行下一次的遥控操作。当变压器需要进行档位调节时往往需要对档位进行多次调节才能满足母线电压要求，因此采用传统的调节方式，操作效率较低，而且多次进行遥控操作，还占用通道的传输负载。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种能够降低调度值班员调整变压器分接头时的工作量，提升整个调压过程的工作效率的变压器分接头自动调节控制方法。

一种变压器分接头自动调节控制方法，包含如下步骤：

1)将变压器铭牌参数输入到通信网关机内变压器分接头调整程序中，输入参数包括高压侧母线额定电压Uhn、低压侧母线额定电压Uln、最高档位、最低档位、以及调节一次变压器分接头改变的电压△Un；

2)当调度监控系统提示系统母线电压越限时，由调控员根据系统的当前运行方式，决定是否需要对变压器分接头进行调整；调整时，根据母线电压的偏移量，设定一个母线电压值Ux，通过104通讯规约的遥调命令传送至厂站端的数据通信网关机中；

3)通信网关机接收到调度监控系统下发的遥调指令后，更新采集到的变压器高压侧母线电压值U，以及主变低压侧和各配出线路的无功功率，并进行无功功率总和计算；当高压侧母线电压值U和无功功率总和在预先设定的范围内时，通信网关机执行下一步操作，判断变压器分接头的升、降；当电压值U和无功功率总和超出预先设定的范围时，由通信网关机向调度端返回遥调闭锁信息，并将具体的闭锁信息形成报告，通过IEC104规约的文件传输服务返回调度端；

4)通过通信网关机接收调度监控系统下发的母线电压设定值Ux后，与母线电压的当前值Ud进行对比：即△U＝Ux-Ud；当△U＞0时，则判断对变压器进行升档操作，反之进行降档操作；同时通信网关机根据△U和△Un两个参数计算出进行一次调档后母线电压的理论电压值U_L，用于调档后的校验工作；

5)在进行档位调节之前，先判断变压器中、低压两侧母线的母联开关是否在合位，如在合位，说明两台变压器并列运行，则按照步骤7)进行调节；否则按照步骤6)进行调节；

6)单台变压器调节分接头：当通信网关机做出相应的升降档判断之后，向主变测控装置发出相应的遥控命令，由主变测控装置控制进行变压器分接头调整；同时在发出遥控命令后，在一定时间△t内闭锁对该主变分接头的遥控操作；经过△t的时间间隔后，更新数据通信网关机采集到变压器低压侧母线电压值和档位信息；当主变低压侧的母线电压达到调度端的母线电压值Ux，由通信网关机向调度端返回电压调整成功报文；

当所述母线电压未达到母线电压值Ux时，由通信网关机进行判断是否可以重复进行一次档位调节，如满足进行档位调节；不满足，则形成报告并送至调度端，用于问题分析处理；

7)两台变压器并列运行时，为了减少两台变压器之间的环流，对两台变压器分别按照上述步骤6)进行分接头调整，当两台变压器均调整完成后向调度端返回电压调整完成报文；如果当主调节变压器档位调节成功后，从调变压器不满足调整条件或者档位调节未成功时，在通信网关机内形成报告返馈给调度端；

8)在变压器档位调节结束后，由通信网关机收集母线电压值、档位信息和变压器相关保护运行信息并形成一个档位调节过程的报告文件，通过IEC104规约的文件传输服务上送至调度端，用于归档。

作为进一步优选，所述步骤4)中母线电压的理论电压值U_L按照下式计算：

式中：n表示以Uhn为基准，偏离Uhn的档位数；

Uhn±n*ΔUn表示当前选择的分接头对应的电压理论电压值；

△Un表示调节一次变压器分接头改变的电压值。

本发明的有益效果是：

1、本发明采用遥调的控制方式来代替传统的遥控方式调节变压器分接头，当发生母线电压越限的情况时，调度员可根据母线电压的要求，只需设定一个合理的母线电压值即可完成变压器分接头的自动调整，避免了多次重复对变压器分接头进行调整，能够降低调度值班员调整变压器分接头时的工作量，大大提高了调度员的操作效率，以及整个调压过程的工作效率。

2.采用本发明的变压器分接头自动调节控制方法对变压器分接头自动调整时，所有的计算过程以及校验过程都由数据通信网关机中的变压器分接头调整程序自动执行，无需额外的人为干预；当调度员发现在变压器分接头自动调节过程中电力系统发生故障需要及时停止该过程时，为调度员提供急停操作功能，以便调度员及时的处理电力系统故障。

具体实施方式

本发明涉及的一种变压器分接头自动调节控制方法，包含如下步骤：

1、将变压器的铭牌参数输入到通信网关机内变压器分接头调整程序中，输入的参数包括变压器高压侧母线额定电压Uhn、低压侧母线额定电压Uln、最大档位、最小档位，以及调节一次变压器分接头改变的电压△Un。

2、为保证用电设备的正常运行，需要将供电母线电压维持在一定的范围内，例如10kV三相供电母线电压允许在±7％范围内波动，35kV三相供电母线电压允许在+10％范围内波动。通过调度监控系统根据母线电压的实时采集值判断母线电压是否发生越限，并形成告警信息；由调控员根据系统的当前运行方式，决定是否需要对变压器分接头进行调整。如需要调整，根据母线电压的偏移量，设定一个合理的母线电压值Ux，并通过104通讯规约的遥调命令传送至厂站端的数据通信网关机中。

3、在进行变压器分接头调节的两个先决条件是高压侧母线电压值在合理范围之内以及无功功率能够基本达到平衡。因此，在通信网关机接收到遥调指令后，通信网关机更新变压器高压侧母线电压值U，以及主变低压侧和各配出线路的无功功率，并进行无功功率总和计算。

△Q＝Q1+Q2+Q3+……；

式中△Q表示无功功率总和，Q1表示主变低压侧的无功功率，Q2、Q3、……分别代表主变低压侧各配出线路的无功功率。

本实施例中某66kV变电站1#主变低压侧无功功率Q1＝-1.89MVar,10kV配出线路1送出的无功功率Q2＝0.98MVar，10kV配出线路2送出的无功功率Q2＝0.57MVar，10kV配出线路3送出的无功功率Q3＝0.34MVar，由无功功率平衡计算公式：

△Q＝Q1+Q2+Q3＝-1.89+0.98+0.57+0.34＝0

由计算结果可以看出该变电站主变低压母线进出的无功功率总和为零达到平衡。

当高压侧母线电压值U和无功功率总和在预先设定的定值范围内时，本实施例将66kV变电站主变高压侧母线电压设为66±5％，低压侧无功功率平衡计算结果在±0.3MVar内，认为主变满足可以进行分接头调节的条件。数据通信网关机判断满足主变分接头调节条件后，再进行下一步操作，判断分接头的升、降。当电压值U和无功功率总和△Q超出定值范围内时，由通信网关机向调度端返回遥调闭锁信息，并将具体的闭锁信息形成报告，通过IEC104规约的文件传输服务返回调度端。

4、通信网关机接收调度端的调度监控系统下发的母线电压设定值Ux后，与母线电压的当前值Ud进行对比：即△U＝Ux-Ud。

例如主变低压侧母线实际运行电压为Ud＝9.1kV，调度监控系统设定的母线电压设定值为Ux＝10.3kV，则△U＝Ux-Ud＝10.3-9.1>0,变压器为了提高低压侧母线电压需要进行降档操作，即降低变压器高压侧分接头的操作；反之进行升档操作。并根据高压侧母线电压当前值U、高压侧额定电压Uhn、低压侧额定电压Uln、△Un按照下式计算出进行一次调档后，母线电压的理论电压值U_L，用于调档后的校验工作。

式中：n表示以Uhn为基准，偏离Uhn的档位数；

Uhn±n*ΔUn表示当前选择的分接头对应的电压理论电压值；

△Un表示调节一次变压器分接头改变的电压值。

本实施例设某66kV变压器分接头参数为Un±8*1.25％，一共17个档位可供调节。主变高压侧运行电压为66.3kV,主变分接头选择Un额定电压抽头，此时的变压器变比为66/10.5,低压侧实际运行母线电压为66.3*10.5/66＝10.54kV。当变压器分接头需要进行提高一档的操作后，变压器的的变比(66-1.25％Un)/10.5＝65.175/10.5，由于高压侧母线电压与电网系统连接，高压侧电压保持不变，因此低压侧实际运行母线电压为：66.3*10.5/65.175＝10.68kV,因此低压侧母线电压理论变化值＝10.5-10.68＝0.181kV。每一次进行分接头调整后母线电压的变化会不同，因此每调节一次分接头后都需要对该理论变化值进行一次计算，该计算结果主要用于进行后续的档位滑档判定。

5、在进行档位调节之前，需要先判断变压器中、低两侧母线的母联开关是否在合位，如在合位，说明两台变压器并列运行，则按照步骤7进行调节；否则按照步骤6进行调节；

6、单台变压器调节分接头。

①通信网关机做出升降档判断之后，向主变测控装置发出相应的遥控命令，由主变测控装置控制对应的变压器进行分接头调整；

②在发出遥控命令后，在一定时间间隔△t内闭锁对该主变档位的遥控操作。该时间间隔△t的设定一方面考虑变压器分接头实际调整时间△t1，△t1为变压器分接头调整机构的参数，根据实际测量结果进行填写；档位信息更新时间△t2，△t2为厂站综合自动化系统性能参数，△t2≤1s；另一方面考虑在分接头调整后遥测值变化时间△t3，△t3为厂站综合自动化系统性能参数，△t3≤2s；变压器进行一次调节的总时间△tz＝△t1+△t2+△t3；所述时间间隔△t至少大于2倍的△tz，用于判断在档位调节的过程当中是否发生滑档现象。

当进行一次档位遥控操作之后，实时监视档位信息和母线电压的更新，当判断档位变化数大于1，且母线电压的变化量大于1.5倍的理论变化值时，则判断变压器上实施分接头调节的有载调压机构出现滑档现象，立即闭锁档位升降操作，并发出急停命令。同时向调度端返回分接头调节失败报文，将档位变化、母线电压的变化情况写入档位调节报告文件中，方便调度值班人员及时安排运维人员对设备进行检修。

③如果经过△t的时间间隔后，没有发生滑档现象。通信网关机判断当前母线电压值是否达到调度端设定的母线电压值Ux，如达到目标值则到向调度端返回电压调节成功报文；如未达到目标值，再进行新一轮的档位调节之前仍需对高压母线电压值和档位是否达到最大、最小值，以及低压侧无功功率是否平衡进行判断，满足条件则重复进行下一次档位控制；否则返回电压调节失败，将调整过程写入报告文件，上传调度端。

7、两台变压器并列运行时，为了避免两台变压器之间长时间产生环流，影响变压器差动保护、增加损耗等，除了需要对一台变压器档位进行调节外，还需要对并列运行的另外一台变压器的分接头进行调节。

通信网关机根据变压器的运行状态，将处于越限状态的主变作为主调节变压器，另外一台作为从调变压器。从调变压器的档位跟随主调节变压器档位的变化联动调解。具体的控制方法如下：

①首先对主调节变压器分接头按第6步进行调节，若主调节变压器的分接头调整成功，再对从调变压器的分接头进行调整。

②若主调节变压器分接头调整不成功，由通信网关机自动闭锁对并列的两台主变的调整，电压调整过程结束，并形成报告上送至调度端集控中心，及时安排维护人员进行处理。

③若从调变压器动作未成功，通过通信网关机自动将主调节变压器分接头档位回调，然后闭锁退出两台变压器的分接头的控制。通信网关机自动撤销此次的电压调整操作，并形成报告文件上送至调度端集控中心，及时安排维护人员进行处理。

在对两台主变进行档位调节的过程中，需要实时监视变压器差动保护是否出现差流越限信息。当两台变压器均调整完成档位调整后，根据步骤6中的判定条件，判断是否需要进行下一步操作。

8、在变压器档位调节结束后，通过通信网关机收集高低压侧母线电压值、档位信息和变压器相关保护运行信息并形成一个档位调节过程的报告信息，通过IEC104规约的文件传输服务上送至调度端，用于归档。

Claims (2)

1.一种变压器分接头自动调节控制方法，其特征在于包含如下步骤：

1)将变压器铭牌参数输入到通信网关机内变压器分接头调整程序中，输入参数包括高压侧母线额定电压Uhn、低压侧母线额定电压Uln、最高档位、最低档位、以及调节一次变压器分接头改变的电压△Un；

2)当调度监控系统提示系统母线电压越限时，由调控员根据系统的当前运行方式，决定是否需要对变压器分接头进行调整；调整时，根据母线电压的偏移量，设定一个母线电压值Ux，通过104通讯规约的遥调命令传送至厂站端的数据通信网关机中；

3)通信网关机接收到调度监控系统下发的遥调指令后，更新采集到的变压器高压侧母线电压值U，以及主变低压侧和各配出线路的无功功率，并进行无功功率总和计算；当高压侧母线电压值U和无功功率总和在预先设定的范围内时，通信网关机执行下一步操作，判断变压器分接头的升、降；当电压值U和无功功率总和超出预先设定的范围时，由通信网关机向调度端返回遥调闭锁信息，并将具体的闭锁信息形成报告，通过IEC104规约的文件传输服务返回调度端；

4)通过通信网关机接收调度监控系统下发的母线电压设定值Ux后，与母线电压的当前值Ud进行对比：即△U＝Ux-Ud；当△U＞0时，则判断对变压器进行升档操作，反之进行降档操作；同时通信网关机根据△U和△Un两个参数计算出进行一次调档后母线电压的理论电压值U_L，用于调档后的校验工作；

5)在进行档位调节之前，先判断变压器中、低压两侧母线的母联开关是否在合位，如在合位，说明两台变压器并列运行，则按照步骤7)进行调节；否则进入下一步进行调节；

6)单台变压器调节分接头：当通信网关机做出相应的升降档判断之后，向主变测控装置发出相应的遥控命令，由主变测控装置控制进行变压器分接头调整；同时在发出遥控命令后，在一定时间△t内闭锁对该主变分接头的遥控操作；经过△t的时间间隔后，更新数据通信网关机采集到变压器低压侧母线电压值和档位信息；当主变低压侧的母线电压达到调度端的母线电压值Ux，由通信网关机向调度端返回电压调整成功报文；

当所述母线电压未达到母线电压值Ux时，由通信网关机进行判断是否可以重复进行一次档位调节，如满足进行档位调节；不满足，则形成报告并送至调度端，用于问题分析处理；

7)两台变压器并列运行时，为了减少两台变压器之间的环流，对两台变压器分别按照上述步骤6)进行分接头调整，当两台变压器均调整完成后向调度端返回电压调整完成报文；如果当主调节变压器档位调节成功后，从调变压器不满足调整条件或者档位调节未成功时，在通信网关机内形成报告返馈给调度端；

8)在变压器档位调节结束后，由通信网关机收集母线电压值、档位信息和变压器相关保护运行信息并形成一个档位调节过程的报告文件，通过IEC104规约的文件传输服务上送至调度端，用于归档。

2.根据权利要求1所述的一种变压器分接头自动调节控制方法，其特征是：所述步骤4)中母线电压的理论电压值U_L按照下式计算：

式中：n表示以Uhn为基准，偏离Uhn的档位数；

Uhn±n*ΔUn表示当前选择的分接头对应的电压理论电压值；

△Un表示调节一次变压器分接头改变的电压值。