电压无功自动控制装置

A. 什么是电压无功自动控制

电压无功自动控制简称AVC,它是电网安全、优质和经济运行的重要手段。针对发内电机组励磁系统，容通过分散控制系统（DCS）中的软硬件，接受电网调度能量管理系统（EMS）来的电压指令实现相关的调节逻辑，输出脉冲指令来增减励磁电流，改变发电机无功，从而实现电网自动电压控制。

B. 无功补偿控制器怎么选择

无功补偿控制器的选型

1.对于电网负荷波动不大,且三相负荷基本平衡,仅以提高功率因数为目标的情况,为了降低设备成本,可选用功能单一,操作简便的简易型无功补偿控制器.其控制物理量可不做严格要求,可采用无功功率,无功电流或功率因数作为控制物理量,也可采用复合型控制物理量.投切方式可采用较简单的循环投切模式.这样即能达到较好的无功补偿效果,又能降低设备的生产制造成本,同时设备操作简单,便于维护。

2.对于电网负荷波动频繁,最大负荷与最小负荷间的差距较大,但三相负荷基本平衡的情况,宜选用性能较好的控制器.例如选用无功电流或无功功率作为控制物理量,且投入门限和切除门限应能够分别设定,以防止出现投切震荡,同时还应具有过压和欠流等保护功能.投切方式最好采用可进行程序控制的"编码+循环"投切方式,以确保控制器能够快速准确地对无功功率的变化进行动态跟踪补偿。

3.当电网负荷波动频繁,最大负荷与最小负荷差距较大,同时三相负荷严重不平衡时,对控制器的选择就提出了更高的要求,应具有"分相+平衡"复合投切功能。

4.为了配合电网自动化的实施,在提高功率因数的同时,还要求能够实时监测电网的各项运行参数,在这种情况下,则需要选择具有综合测试功能的无功补偿控制器(配电综合,构成抗谐波无功补偿控制装置,以便在谐波较严重的工况下仍能可靠运行,达到满意的补偿效果。

无功补偿装置

(2)电压无功自动控制装置扩展阅读

一、无功补偿控制器的分类

无功补偿控制器按工作电压分为高压无功补偿控制器和低压无功补偿控制器。

1.高压控制器:一般适用于 等工频输配电系统中或 6~10kV城网,农网线路上；
A.电容无功自动补偿控制器(即QC,仅调容)
B.电压无功自动补偿控制器(即VQC)
C.调压型无功自动补偿控制器(针对调压型补偿装置开发的)
D.高压线路补偿控制器(适用城网,农网线路上)。

2.低压控制器:适用于660V及以下配电线路中；
A.三相共补控制器:适用三相负荷基本平衡的场合。
B.三相共补+单相分补综合控制器:适用三相负荷不平衡的场合。

二、无功补偿控制器的保护功能

电容器的过载无非是由于电压过高或者是谐波过大而引起，因此在控制器中设计过电压保护功能是必要的。在能力允许的情况下，应该在控制器中设计电压谐波检测功能，因为导致电容器谐波过载的根本原因是电压畸变，检测电压谐波就可以实现对电容器的谐波过载保护。有了过电压保护和谐波过载保护则热继电器就可以取消。既节省了体积与成本又减少了故障点。

C. AVC是自动无功控制 AVR是自动电压控制，请问在一台机组上这两种控制方式会一同工作么

是同时工作的，自动电压调控系统 AVC 是通过改变发电机 AVR 的给定值来改变机端电压和发电机输出无功的。 就像手动调整励磁一样也是改变AVR给定值的。AVR是根据定值来调整励磁电流以稳定机端电压的。但当故障或超出限制范围时AVC自动闭锁退出，交由AVR自动调了。

AVR是Automatic voltage regulator自动电压调节， AVC是 Automatic Voltage Control自动电压控制。自动电压调节是用在发电机自动调节励磁以保证定子电压输出的稳定的性，自动电压控制是省调统一管理网上无功的。机组投AVC后就会根据电网的无功情况自动调节发电机的无功出力，我们这里投了AVC后机组好多时候都是在进相运行，机端电压也跟着系统电压下降。
系统电压的全局控制分为三个层次，一级电压控制、二级电压控制、和三级电压控制，一级电压控制为单元控制，控制器为励磁调节器，控制时间常数一般为豪秒级。二级电压控制为本地控制，控制器为发电厂侧电压无功自动调控装置，时间常数为秒－分钟级，控制的主要目的是协调本地的一级控制器，保证母线电压或全厂总无功等于设定值，如果控制目标产生偏差，二级电压控制器则按照预定的控制规律改变一级电压控制器的设定值。三级电压控制为全局控制，时间常数为分钟-小时级，它以全系统的安全、经济运行为优化目标，给出各厂站的优化结果，并下达给二级控制器，作为二级控制器的跟踪目标。

1.1 自动电压无功调控系统基本原理
发电机无功出力与机端电压受其励磁电流的影响，当励磁电流发生改变时，发电机的无功出力与机端电压也随之增减，并通过主变压器进一步影响到母线电压。励磁电流的增减则可通过改变励磁调节器(AVR)电压给定值实现。
基本原理是发电侧远程接收主站端AVC控制指令，通过动态调节励磁调节器的电压给定值，改变发电机励磁电流来实现电压无功自动调控。
1.2 自动电压无功调控系统控制方案
在发电侧增设一套电压无功自动调控系统，与调度中心共同组成AVC系统，以主站－子站星型网络方式运行，主站和子站系统之间通过现有数据采集系统及数据通信网互连并完成信息交换。
调度中心AVC主站根据系统电压及无功分布，定时计算各受控点高压侧母线电压目标，并将目标指令下发到发电侧AVC子站。 子站中控单元根据接收到的电压目标指令，计算各机组无功出力需求，以机组的实时数据和状态信号作为参考量，动态调节AVR电压给定值，从而实现对目标指令的自动跟踪和控制。 机组无功分配时，应保证各机组机端电压在安全极限内，同时尽可能同步变化，保持相似的调控裕度。
在故障或受到扰动情况下，母线电压和无功出力可能会出现波动。为防止对系统和机组造成干扰，系统应及时闭锁控制出口，由机组AVR根据自身逻辑反应，避免出现误调节、频繁调节、振荡调节及其他非理性调节的情况。 当AVC装置异常或约束条件成立时，AVC功能自动退出，并遥控输出一个无源接点信号至调度及电厂运行。

D. 变电站里VQC装置是什么

VQC——II型电压无功综合控制装置是对有载调压变压器分接头切换和并联电容器回投切答进行综合优化自动控制的通用设备。它适用于电力系统中各种类型、各种运行方式的变电站。该装置由控制器。打印机和自动控制屏组成，采用微机及数字信号处理技术。具有智能化程度高，功能强，性能稳定，抗干扰性强，运行可靠、操作简便和维护方便等特点。

E. 简述恒电压控制方式的原理

变频调速系统的控制方式有变压变频(U/f)控制、矢量控制、直接转矩控制等。根据异步电动机的转速公式，异步电动机的转速有下列三种调节方式。

    ①调频调速。改变三相交流电的频率厂，可调节异步电动机的同步转速，从而调节异步电动机的转子转速。平滑改变三相交流电的频率，可实现异步电动机的无级调速。

    ②改变磁极对数p。增加磁极对数，使同步转速降低。与调频调速不同，这种调速方式会成倍改变转速。

    ③改变转差率s。减小转差率s，使同步转速增加。

    异步电动机的变频调速系统中，恒压频比调速系统的应用最广。这类调速系统的特点是调节电动机转速的同时需调节电动机定子供电电源的电压和频率，因此，该调速系统的机械特性可平滑地上下移动，转差功率不变，调速时不增加转差功率消耗，有很高运行效率。

    ①变压调速控制方式。根据异步电动机工作原理，只需要平滑调节三相交流电的频率，就可实现异步电动机的无级调速，使三相交流异步电动机的调速性能优于直流电动机。由于电动机在转速改变过程中，转差率的变化保持在最小数值，因此，采用变频调速控制方式，异步电动机的功率因数很高。

    定子绕组输入三相交流电压时，流过定子绕组中的三相电流产生旋转磁场，其磁感应线经定子和转子铁芯而闭合，它在转子的每相绕组感应出电动势E2，也在定子的每相绕组感应出电动势E1，其值为

    E1 =4.44KN1f1N1Φm    (1-5)

    式中，N1是定子每相绕组的匝数；KN1是定子基波绕组系数；f1是交流电的频率；Φm是通过每相绕组的磁通最大值，在数值上等于旋转磁场的每极磁通。

    对特定电动机，N1和KN1固定，因此，E1、f1和Φm可变。异步电动机调速时，应保持每相绕组的磁通不变。即E1/f1不变。

    为使电动机铁芯得到充分利用，通常额定磁通密度设计在磁化曲线的临界饱和点。即

       (1-6)

    异步电动机调速时，如果只改变定子频率f1，例如，调高频率f1而感应电动势E1不变，则根据上式，磁通Φm将减小，使电动机的拖动能力降低，带动恒转矩负载时，会因电动机的电磁转矩小于负载转矩而发生堵转，即出现欠励磁现象。同样，调低频率f1而感应电动势E1不变，磁通Φm将增大，进入磁饱和，增大励磁电流，增大定子铜耗，造成绕组过热，功率因数下降，直到电动机烧毁，出现过励磁现象。因此，实现异步电动机的变频调速，应在改变频率的同时相应改变感应电动势，使其比值保持不变，才能使每相绕组的磁通不变。

    异步电动机的调速分为基频下调和基频上调两种。基频下调通常采用恒转矩调速方式，基频上调通常采用恒功率调速方式。表1-21是基频下调和基频上调时电动机的机械特性。

    表1-21    调频时电动机的机械特性

    综合基频下调和基频上调的情况，可得到图1-15所示的变频调速控制特性。在基频以下为恒转矩调速区，在该区，磁通和转矩保持不变，功率与频率（转速）成正比。基频以上为恒功率调速区。在该区，功率保持不变，磁通和转矩与频率（转速）成反比。

    图1-15 (a)中，定子电压升高到US用于补偿定子的压降，提高感应电动势，使E1/f1不变。

    ②转差率调速控制方式。该控制方式是对压频比控制方式的改进，它有利于改善异步电动机变频调速的静态和动态性能。

    忽略异步电动机的转子功率因数角等因素，电动机电磁转矩可表示为

    图1-15    异步电动机调速时的控制特性

        (1-7)

    上式表明，当磁通Φm固定时，电磁转矩Te与转差角频率△ω成正比，如图1-16所示。因此，在转差角频率△ω小于最大转差角频率△ωmax时，可通过调节转差率实现改变电动机的电磁转矩。

    从式(1-7)可得，最大电磁转矩Temax和最大转差角频率分别为

    (1-8)

    图1-16    电磁转矩与转差角频率的关系

    图1-17    定子电流与转差角频率的关系

    这表明电动机确定后，其最大电磁转矩仅由磁通Φm决定，而最大转差角频率与磁通无关。因此，保持磁通不变，可通过改变转差角频率来独立控制电磁转矩。

    要磁通不变，必须恒定励磁电流，而励磁电流Im是定子电流Is的一部分，它由定子电流和转子折算到定子的电流Ir两部分确定。定子电流与转差角频率的关系如图1-17所示。

    从图中可知，理想空载时，转差角频率为0，定子电流等于励磁电流。当转差角频率增加时，应相应地增加定子电流。如果能够按照图示曲线控制定子电流，就能使磁通保持不变。

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F. 监控系统的电压无功自动控制具有哪些模式

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G. 无功补偿装置为什么要装设无功功率自动补偿控制器

无功补偿装置的作来用是自为了提高供配电系统功率因数（COSφ
），降低供电变压器及输送线路的损耗，提高供电效率，改善供电环境。
对于大多数用电企业而言，用电负荷为感性负载三相异步电动机，在运行过程中，功率因数是实时变化的，此时，就需要用自动补偿控制器对即时无功功率进行检测并控制电容投切。
无功功率自动补偿控制器相当于无功补偿装置的大脑，控制无功补偿装置的动作。
在电力系统中提高功率因数（COSφ
）主要有以下作用：
1、
提高供电设备的利用率。在供电设备视在功率S一定的情况下，功率因数越高，该供电设备可以带更多的有功负载（P=S*COSφ
）。
2、
提高输电效率。当有功负载（P）一定时，因为（P＝UI*COSφ
）
,U不变化，COSφ
越大，则I
越小，I
在线路中的损耗就越小。
3、
改善供电质量。I
越小，线路中电压损耗就越小，线路末端电压就可以得到更好的保证。
4、
提高输电安全性。I
小，线路发热降低，提高输电线路的安全性。