Ｉ 一皇王研霾…………………………一 地区电￣Ｉ ＡＶＣ控制策略实现 保定供电公司何燕 【摘要】电压无功自动控制对电网的电压质量和降低网损，提高调度自动化水平具有重大意义。本文简要介绍电网实施全网分层电压无功自动控制的结构和功能。 【关键词】无功电压优化；无功电压自动控制；优化控制；协制；电压无功；自动控制；功率因数；控制死区；监控系统；电压质量；变电站 ■档位调整时同步调节，保证档位的一 控制，实现电压无功综合优化。 ３）电压控制协调：根据电网电压无功 致性；若并列主变中一台调节成功，另一台 根据无功平衡的局域性和分散性，ＡＶＣ 对地区电网电压无功分层分区控制，使其自 空间分布状态自动选择控制模式，控制模式 调节失败，则不将已调节成功的主变档位调 动控制在空间上解耦。ＡＶＣ数据库模型定义 优先顺序为“区域电压控制”＞“电压校正 节回去，并提示并列主变档位不一致；三、无功控制策略 了厂站、电压监测点（母线）、控制设备（电 控制”。区域电压偏低（高）时采用“区域电 一、分层分区 容器、变压器）等记录，并根据网络拓扑实 时跟踪方式变化，进行动态分区，以２２０ｋＶ 枢纽变电站为中心，将整个电网分成若干彼 此间无功电压电气耦合度很弱的区域电网。 ＡＶＣ中的区域是动态的概念，最小区域 压控制”，仅个别厂站母线越限时采用“电 压校正控制”，自适应给出合理的全网电压 优化调节措施。 １．无论是通过区域电压控制模式还是就 地电压控制模式对１１０ｋＶ或１０ｋＶ越限母线进 １．经济压差原理 对于支路潮流计算有下列公式： 输电损耗：△Ｐ＝Ｒ岬２／ｕ２＋Ｒ Ｑ２／ｕ２ 线路压降：Ａ ｕ≈（Ｐ｛Ｒ＋Ｑ术Ｘ）／ｕ 式中：Ｒ为线路电阻，ｘ为线路电抗，Ｐ 为一个厂站，最大区域则为全网。ＡＶＣ分区 行电压调节，上述２２０ｋＶ电压均指被调节的 为输送有功功率，Ｑ为输送无功功率，ｕ为母 线电压。 支持自适应区域嵌套划分，该图中可划分出 母线所在分区内的根节点２２０ｋＶ母线电压。 分析上述公式可以得出：ｕ越大，Ｑ越 Ａ、Ｂ、Ｃ、ＢＣ、ＡＢ、ＡＢＣ等５个区域。ＡＶＣ控制 ２．对３５ｋＶ和６ｋＶ母线，只有就地电压控 仅仅使地区电网无功在关口满足功率因数要 制模式，其控制策略与上图中针对１１０ｋＶ和 小，则输电损耗和线路压降越小，Ｑ：０时， ０ｋＶ母线的策略一致。 线路无功分点恰好位于中点，此时Ａ ｕ称为 求、达到平衡是远远不够的。为优化无功平 １不论是区域电压控制模式或是就地电压 经济压差。经济压差原理是高电压水平下无 衡状态，必须在尽可能小的区域范围内使无 功就地平衡。ＡＶＣ自动拓扑分区支持自适应 控制模式，为实现调压目的而对主变档位进 功分层分区平衡原则极限状态的定量表示。２．无功控制策略 区域嵌套划分，首先尽量使小区域无功就地 行升降或对电容器进行投切操作时，均考虑 平衡，如果该区域无功就地平衡无法得到满 足，则将该区域范围扩大到相邻厂站，在此 扩大区域内使无功得到就地平衡。 ＡＶＣ根据电网电压无功空间分布状态 针对区域无功可能出现的过补和欠补 两种情况，ＡＶＣ的无功控制相应地可分为无 投入电容器时进行预判，如果下列条件 功切除、无功投入两个操作方向。在无功切 成立则不投入电容器，上述电容器优先投入 除或投入时需对区域内电容器序列切除和投 动作被过滤； 入，分析判断指标即是根据上述经济压差原 一投入电容器时该厂站主变或所在区域 理的Ｑ＊Ｘ。其中，Ｑ为线路上流动或穿过主变 内２２０ｋＶ主变无功倒流（若某１ １０ｋＶ站主变闭 的无功，ｘ为线路或主变阻抗。（１）区域无功切除策略： 锁且１Ｏｋｖ母线电压越下限，为保证该１０ｋＶ母 以下约束条件： １．针对电容器 自动选择控制模式并使各种控制模式自适 应协调配合，实现全网优化电压调节。优 先顺序是“区域电压控制”＞“电压校正控 制”＞“区域无功控制”。区域电压偏低 （高）时采用“区域电压控制”，快速校正或 线电压，在不造成区域２２０ｋＶ关口无功倒流 １）从区域根结点２２０ｋＶ Ａ站开始扫描， 优化群体电压水平；越限状态下采用“电压 的情况下，可暂时忽略本１ １０ｋＶ站主变高压 将当前区域注入无功与考核标准进行比较， 校正控制”，保证节点电压合格；全网电压 侧的无功，强投电容）；当偏差大于所设定精度（即带宽）时，启动区 合格时考虑经济运行，采用“区域无功控 ●该时段电容器动作次数越限； 域无功切除策略。 制”。 ●该电容器已投入； ２）将任意结点（Ａ站、Ｂ站、ｃ站均有 二、电压控制策略 ■该电容器被切除后时间小于５分钟； 可能）下属子区域已投入电容器放进切除队 ２．针对主变 列，并按电气指标Ｑ＊Ｘ进行升序排列。 １）区域电压控制：区域群体电压水平 ３）当选择某站（如Ａ站）电容器切除时， 受区域枢纽厂站无功设备控制影响，是区域 （１）调整主变档位时也进行预判，如 整体无功平衡的结果。结合实时灵敏度分析 果下列条件成立则不进行档位调节，上述主 计算切除前后电气指标Ｑ＊Ｘ，若切除后Ｑ＊Ｘ变 和自适应区域嵌套划分确定区域枢纽厂站。 变档位优先动作被过滤： 小，说明切除该电容器不会使网损增加，确 ■主变并列运行档位相差大（大于等于 实应该切除；否则，选择队列中的下一个电 当区域内电压普遍偏高（低）时，调节枢纽厂 容器。 站无功设备，以尽可能少的控制设备调节次 ２档），目前相差１档则自动调节一致： 数，使最大范围内电压合格或提高群体电压 一主变档位动作次数越限； ４）切除电容器时对电压进行预判，如 水平，同时避免区域内多主变同时调节引起 ●主变处于极限档位（最高档／最低 果切除后电压可能越下限，则上调档位后再 振荡，实现区域电压控制的优化。 档）； 切除该电容器（组合策略）。若上调档位不成 ２）就地电压控制：由实时灵敏度分析 ●主变距上次调整时间小于２分钟； 功，则选择下一个电容器。 （２）区域无功投入策略： 可知，就地无功设备控制能够最快、最有效 （２）并列主变调节时考虑如下策略： 校正当地电压，消除电压越限。当某厂站电 ■根据基于开关刀闸状态的拓扑算法判 １）从区域最末端结点开始扫描，将当 压越限时，启动该厂站内无功设备调节。该 断是否并列运行，如果主变无负荷即轻载情 前区域注入无功与考核标准进行比较，当无 功不足且偏差大于所设定精度（即带宽）时， 厂站内变压器和电容器按就地电压策略协调 况下，主变不在ＡＶＣ控制范围内。 越来越广泛的应用。 五、结束语 当前，我国通信信息技术的发展， ２２０ＫＶ高压电网继电保护选择的通道类型越 网继电保护工作者面前的重要课题，也不是 新问题有待于我们去继续研究解决。 来越多。而对于光纤网络的形成，就为超高 很容易做到的。这就需要各专业间的沟通和 一压电网继电保护采用高性能的通道提供了比 协调（如工程设计、运行、通信、保护各专 较好的硬件基础。今后如何有效的利用它为 业）。总之，光纤通道在以后超高压电网继 电网继电保护服务，是摆在我们从事高压电 电保护中的应用会越来越广泛，还会有许多 ６４一电子世界／２０１２．Ｏ５／ …………………………．皇王研襄一盥＿ 电路板级的电磁兼容设计 海军７０１厂薛璐 【摘要１本文从元件的选择，元件的布局，电源布线，信号布线，地线设计等方面讨论了电路板级的电磁兼容（ＥＭＣ）设计。 【关键词】印制电路板 ｃＢ）；电磁兼容 Ｍｑ；电磁干扰（ＥＭ１） 现代军事电子装备日益复杂，其电磁 该使用若干小电感组成的多节滤波器。 该Ｒｇ与米勒电容（Ａ＋１）ｃ就会形成ＬＰＦ（ｆ氐通滤波 兼容（ＥＭＣ）设计在装备中的作用越来越重 ７．使用磁芯电感要注意饱和特性，特别 器），使得高频特性下降。因此，无论是正相 要。当一个系统的多个元件或设备在同一环 要注意高电平脉冲会降低磁芯电感的电感量 放大器还是反相放大器，其输入输出端都不 境中工作时，就会产生电磁干扰（ＥＭＩ）， 和在滤波器电路中的插入损耗。 允许靠得太近，特别在增益高或在宽带放大 并且元件和设备越多，ＥＭＩ的机率越大，即 ８．用于敏感电路的电源变压器应该有 器中更要特别注意。不仅对于一级放大器， 使看起来很小的ＥＭＩ，也会造成严重的事故 静电屏蔽，屏蔽壳体和变压器壳体都应该接 对于多级放大器也同样要注意这个问题。 或是可靠度变差。 地。 三、电源布线 在设计阶段，对潜在的ＥＭＩ采取的措施 ９．有引脚的元件有寄生效果，因此引脚 １．电源布线产生的ＥＭＩ 要比在设备使用后再补救所花费的成本小得 的长度应尽可能的短。而无引脚且表面贴装的 电源布线会产生分布电容、分布电感、 多。所以，抑￥，．ＩＥＭＩ应从电子设备制造的初 元件的寄生效果要小一些。从电磁兼容性的观 分布电阻。ＰＣＢ上供电电源通常为直流电 级阶段开始，从印制电路板（ＰＣＢ）的设计 点看，表面贴装元件效果最好，其次是放射状 源，供电的主要目的是为ＰＣＢ上的每个用电 着手。即从元件的选择，元件的布局，电源 引脚元件，最后是轴向平行引脚的元件。 元件提供一个准确的电压。而电源所驱动的 布线，信号布线及地线设计等方面提高部件 二、元件的布局 负载常具有瞬态变化的特性，受分布阻抗的 间可靠性，从而较好的实现ＥＭＣ。 尽可能缩短高频元件之间的连线，设法 影响，负载电压或电流的瞬态变化会引起电 一、元件的选择 减少它们的分布参数和相互间的ＥＭＩ。易受 源电压或电流发生瞬态变化，这如同在电源 元件选择的一般原则： 干扰的元件不能相互挨得太近，输入和输出 的负载端接上一个瞬态变化的信号源。特别 １．低辐射 大部分数字集成电路（ＩＣ） 元件应远离。输入输出端用的导线应尽量避 是在高频，有的器件工作在数字开关状态， 制造商提供具有较低辐射的胶合逻辑产品 免相邻平行，最好加上线间地线，以免发生 这一现象更为突出。这样电源布线既含有直 （胶合逻辑产品指的是连接不兼容的复杂电 反馈耦合 如：同相放大器的输入输出端一 流电压，又含有瞬态变化的电压（称为寄生 路的简单逻辑电路）。 但靠近，在它们之间就会产生寄生电容。这 电压），瞬变电压会产生高次谐波，其都是 ２．传输线匹配Ｉ／０：ＩＣ输出引脚必须匹配 样，由于该电容而形成了输出返回到输入的 产生ＥＭＩ的主要来源。 高速信号的传输线。例如当驱动一个２５ Ｑ的 正反馈环路，最终引起振荡。这种振荡与输 ２．电源布线的防干扰措施 并联终端负载时，就可以使用总线驱动器。 入信号无关，即使在没有输入时也会发生。 （１）电源平面法 ３．低输入电容：低输入电容有助于降低 振荡频率由同相放大器的电路结构和寄生电 利用ＰＣＢ的一层作为电源平面层，至少 逻辑器件的状态变化时的电流峰值，因此可 容的大小等因素决定。实际上，大部分为 有一层作为地平面，每一层只能提供一种电 以减小磁场辐射和地返回电流。 １ＭＨｚ以上。随着寄生电容的大小变化，不仅 源电压，通过ＰＣＢ上的过孔将电源电压引到 ４．铝电解电容可能发生几微秒的暂时性 产生电路的振荡，甚至发生工作不稳定和特 器件上。这种做法使电源布线分布阻抗非常 介质击穿，因而在纹波很大或有瞬变电压的 性变坏的情况。而在反相放大器中，由于米 小，电路压降小，器件上能得到稳定的直流 电路里，应该使用固体电容器。 勒效应引起高频特性变坏。设反相放大器的 电压。同时平面间靠得很近，能较好地抑制 ５．使用寄生电感和电容量较小的电阻 增益为Ａ，输入输出间的寄生电容为ｃ。由于 电场耦合。且电源平面往返电流大小相等， 器。片状电阻器可用于超高频段。 米勒效应，从输入端可以看成输入与地之间 磁场干扰能抵消。 ６．大电感寄生电容大，为了提高低频部 加入了（Ａ＋１）ｃ的电容。如果信号源电阻Ｒｇ非 （２）共地平面法 分的插入损耗，不要使用单节滤波器，而应 常低，则是可以的。但是，如果Ｒｇ很高，则 这个地作为电源及电子器件的公共地， 启动区域无功投入策略。 多个设备，信号之间以“或”的关系进行处 控制，并发手工操作的告警信号。 ２）将任意结点（Ａ站、Ｂ站、ｃ站均有 理，只要设备关联的其中一个保护信号动作 ７．主变或电容器挂牌时，ＡＶＣ自动读取 可能）下属子区域已切除电容器放进投入队 即闭锁该设备。 挂牌标志并闭锁相关设备。 列，并按电气指标Ｑ＊Ｘ进行降序排列。 ２．如果对某个设备的控制连续两次均无 ８．当主变高压侧的无功或电流大于 ３）当选择某站（如Ｃ站）电容器投入时， 响应，则闭锁对该设备的控制，并发出设备 （小于）定值时（定值在变压器控制表中设 判断该电容器投入是否使区域根结点（关口） 拒动的告警信号。 定），闭锁该主变调压。 无功越上限，如果不越上限则投入；否则， ３．在２２０ｋＶ主网电压过低（系统默认为 ９．当母线电压越事故限值时（默认高于 选择队列中的下一个电容器。 ２１３ｋＶ）的情况下，系统自动闭锁上调２２０ｋＶ １１．９、低于９．０），闭锁该母线调压，并发 ４）投入电容器时对电压进行预判，如 主变分接开关，防止造成主网电压崩溃。 母线过电压或母线欠电压的告警信号 果投入后电压可能越上限，则下调档位后再 ４．出现主变滑档情况时，系统自动闭锁 投入电容器（组合策略）。 对主变分接头的控制，并发滑档告警。 参考文献 四、设备闭锁策略及安全措施 ５．系统自动计算电容器和主变分接头的 ［１］董翔字．地区电网无功补偿容量优化配置Ⅱ】．２０ｏ６㈤：６７— ７２ 针对以下情形，ＡＶＣ可将设备闭锁并自 动作次数，当达到该时段动作次数限值后， ［２］李九虎，郑玉平，古世东，须霄．ＡＶＣ￣．统在宿州地区电 动触发生成ＡＶＣ告警信号： 自动闭锁该设备，并发设备动作次数越限的 网的应用及探索ｏ】．安徽电气工程职业技术学院学报． １．通过设置关联ＳＣＡＤＡ保护信号，ＡＶＣ可 告警信号。 ［３］钟毅等．地区电￣ＡＶＣ＊统设计与实现Ⅱ】．电力系统 检测到设备的保护动作并自动闭锁对该设备 ６．在ＡＶＣ没有下发指令时，如果检测到 保护与控制，２００７０１）． 的控制，同时发告警信号。一个设备可关联 有电容器开关遥信变位或主变档位调整的情 作者简介：何燕，女，保定供电公司自动化专业技 多个保护信号，同时一个保护信号也可关联 况，则判为手工操作，ＡＶＣ闭锁对该设备的 师。 ／２０＂１２．０５电子ｔＩ｜界 一６５—
