[科普中国]-电压无功自动控制装置

电网电压质量的好坏直接干扰着电网的稳定及电力设备的安全运行，而无功功率的高低对于电压的质量和电网的损耗起着很大的影响。

功能及分类VQC装置基本功能为连续地采样变电所运行时的无功功率、功率因数和电压等值，并据此作出合理的判断，自动投切电容器组和调节分接开关的档位，使系统无功就地平衡，电压始终处于合适的设定范围内，保证电压合格率。目前，VQC装置主要分为两大类：组屏式，为独立装置；软件式，嵌套在自动化系统里。综合自动化变电所全部配置就地后台机应用软件形式实现VQC功能：常规变电所无人值班改造及农村变电所无综合自动化的采用独立装置。1

无功控制意义首先，电压质量是衡量一个国家电能质量的重要指标。当系统的无功功率输出不足时，将会造成降低电网中的电压，导致用户的用电装置将无法正常运行甚至损坏，严重威胁用户的人身财产安全；当系统无功功率运行过剩时，就会造成电网中电压升压，易造成电压击穿，提高了电网和用户的用电装置的绝缘性能要求，不仅造成资源浪费，还可能对电网安全造成威胁；同时，过高水平的电压负荷还会使电动机、有载调压变压器等装置的铁心饱和、造成装置损耗增大、自然寿命大幅缩短，电力系统正常运行的经济成本增大，给人们的生产生活造成诸多不便之处。

其次，为了确保电力系统安全地、稳定地运行，我们需要电力系统能够自动地、准确地调节系统无功平衡和电压稳定。功率因数是影响用户用电装置工作状态的关键因素：如果功率因数无法准确而及时进行调节，一旦偏移过大，将造成电力系统中电压失稳，有可能引发“电压崩溃”现象，造成电力系统大部分功能瘫痪，从而引起电网大面积停电，而在这一问题上，我国乃至国际上均已有真实的惨痛教训，其带来的巨大经济损失和社会危害至今影响深远。2

改进设想a、应能记录VQC的动作时间、动作对象及动作前后的有关测量量，能记录VQC闭锁所控制设备的闭锁时间及闭锁事由，以便运行人员分析VQC情况，及时调整运行整定值；

b、VQC要能实现远方改变控制形式，应能向远方发送VQC所控制设备动作成功或失败信号；

c、被控的两段母线并列运行时，应考虑两段母线控制策略整定不同(九域图整定参数不同)时所带来的影响，保证一段母线VQC动作时另一段母线控制目标仍在合格范围内，避免出现VQC频繁动作；

d、可根据变压器负载率，按时段设定电压、无功功率(或功率因数)上、下限值，至少分五级整定。1

现状及问题当前我国在电力系统的电压和无功控制方面，存在着较为严峻的问题有：

(1)在电网运行到高峰负荷期问，经常出现无功补偿不足的问题，这会导致电力系统中运行的电压畸变，失稳的电压对于系统输电的质量造成损害。功率因数的降低还可能损伤电网中对功率因数敏感的电力装置，如果控制不及时还可能造成整个电力系统的电压崩溃现象，造成电网大面积停电，引发重大安全事故；而当电网处于低负荷状态运行时，可能出现系统无功过剩现象，这将引起变电站母线端的电压升高，对于电网和用户的用电装置其绝缘性能提出新的要求，同样威胁电力系统运行安全。

(2)有载调压变压器分接头档位分配与并联电容器组分组比例不当。无论是有载调压变压器分接头各个档位调压过大还是过小，均难以满足稳定电力系统运行电压的需求；当并联电容器组各个分组容量过大时，整体投运后造成母线电压高于正常值，全部切除后电压又低于正常值。

(3)电压无功自动控制装置调节功能不完善，并联补偿电容器的投切和有载调压变压器分接头的调压依靠操作者的经验，无法实现快速响应、准确调节。控制装置的元器件整体质量水平不高，部分元件故障频发，系统抵抗扰动能力较低。电网中有载调压变压器更换频率较高，频繁动作造成分接丌关过多的调压动作，加速开关老化，容易造成开关运行故障，造成变压器退出运行状态。

(4)电压和无功监测记录时无法提供实时而精准的分析和测绘，电压和无功计量误差较大，测算的数据在完整性和准确性上不足，给变电站的电压和无功分析以及控制系统改进带来一定困难。2

本词条内容贡献者为:

李雪梅 - 副教授 - 西南大学