66 kV系统补偿度自动管理系统设计

袁 野，屈 超

(国网铁岭供电公司，辽宁 铁岭 112000)

66 kV系统补偿度自动管理系统设计

袁 野，屈 超

(国网铁岭供电公司，辽宁 铁岭 112000)

针对铁岭地区消弧线圈及补偿度管理实际设计了66 kV系统补偿度自动管理系统，该系统采用网站访问模式，利用计算机技术优越、严谨的管理功能和良好的人机界面，使其应用于电网调度的工作中，实现对系统消弧线圈基本数据资料的管理及系统补偿度的计算分析。该系统的设计，在一定程度上提高了调度对系统消弧线圈智能化管理水平，减少了人工整定计算电网补偿度不准确对电网带来的危害。

66 kV；补偿度；消弧线圈；自动管理

消弧线圈作为目前66 kV小电流接地系统重要组成部分，担负着减小故障点残流、自然灭弧、避免单项接地扩大为相间短路任务[1]。随着我国配电网的不断扩大，消弧系统必须能够服务于配网的发展，对于目前电网中的消弧线圈来说，基本能够进行迅速反应并具有良好的灭弧效果。但从长远的发展来看，整个消弧系统不仅需要消弧线圈的支持，随着智能电网的发展，还需要软件进行全面的管理，使调控专业对系统的补偿状态有实时、清晰的了解，为消弧线圈投退提供科学依据，并可为新消弧线圈投入系统前各项参数的设定提供可靠理论参考。

1 国内外研究现状

将计算机技术应用电网补偿度的整定计算，目前国内只有少数高校及国家电网公司下属供电公司进行了一定的研究，目前没有相关企业进行推出。

在国内外市场上所推崇居多的还是将补偿度整定计算理论应用消弧线圈自动跟踪补偿装置的补偿度测量上，但自动跟踪补偿装置实际应用具有投入费用高、自动调档装置寿命不长及维护费用高等局限性，若自动调档装置无法使用，通过计算机计算后必须进行手动调节。国内外调度自动化软件产品在补偿度管理方面还存在空白，没有相关产品满足调度专业对消弧线圈补偿度计算及消弧线圈台账管理的需要。

2 现有66 kV补偿度管理存在的问题

在调度日常业务中，由于检修任务及事故处理的要求，需要对电网运行方式进行更改，这时必须对系统补偿度进行调整，达到对系统合理补偿的目的。尽管自动跟踪的新型消弧线圈已经问世，但仍有大量需要人工调整档位的消弧线圈在运行[2]，需要运用手工计算的方法对系统补偿度进行计算。通过手工计算电网补偿度的方法，需要花费很多的时间，时效性差、计算精度不高，不能全面、科学、准确地反映系统的实际补偿程度，不适合目前日益发展的电网需要，而且一旦消弧线圈对电网的补偿程度计算投退出错，将导致电网发生谐振、三相电压不平衡、接地电网电压升高等系统故障，严重影响供电质量及可靠性，并将对人身安全造成危害。

调度对消弧线圈的管理存在空白，消弧线圈设备缺乏统一、清晰完备的台账管理。现场对消弧线圈的型号、档位电流等信息的掌握与设备本身实际信息存在偏差。消弧线圈档位电流调整后，记录不及时导致信息更新不迅速，这些都潜藏着安全隐患。目前运行方式下66 kV系统补偿情况没有清晰的记录，当需要进行消弧线圈档位调整时需要进行查询，调整前系统补偿情况没有记录，无疑影响了操作效率。此外，当有新线路建设投运后，对系统补偿度及电容电流值缺乏合理的评估预测。这些都影响调度对补偿度管理的安全性和操作效率。

3 66 kV系统补偿度自动管理系统设计

3.1 系统功能

66 kV系统补偿度自动管理信息系统建立，利用计算机技术优越、严谨管理功能和良好的人机界面，应用于现行调度工作中，实现对系统消弧线圈基本数据管理及系统补偿度的计算分析，完成对66 kV系统补偿度的科学管理，主要完成以下功能。

a.针对系统内全部实现消弧线圈自动调档还有一定困难的，只能手动调档的消弧线圈，完善的软件支撑能为手动调档提供科学的计算依据。

b.方便在自动调节消弧线圈失去自动调节功能时进行手动调节。

c.具备全面管理功能，对系统目前补偿状态有清晰了解，为消弧线圈投退提供科学依据，同时可为新消弧线圈投入系统提供可靠理论参考。

3.2 理论依据及技术原理

系统的开发涉及计算机技术和电力系统技术两大专业。在计算机技术方面，为了保证有足够的数据存储能力和处理能力，系统利用计算机数据库(SQL)技术搭建了强大的数据库平台,系统编码采用Python计算机程序设计语言对系统功能进行开发，兼顾系统的实用性和可靠性，此外还需要性能良好的PC机供用户进行访问。在电力系统方面，在给定的公式下，利用计算机编程技术开发日常电力系统运行经验，实现电容电流、补偿度及系统模拟计算功能。该系统开发的相关理论依据及技术原理主要涉及以下内容。

a.消弧线圈补偿度以系统发生100%单相接地时产生电感电流与系统接地电容电流进行计算，当电感电流大于接地电容电流时为过补偿，当电感电流小于接地电容电流为欠补偿[3]。 补偿度公式为

补偿度%=(∑IL-∑IC)/∑IC×100%

式中 ∑IL——消弧线圈所产生的电感电流；

∑IC——系统对地电容电流和。

b.理论要求电网补偿度为零的情况下发生单相接地时补偿效果最好，但极易在电网不出现故障时产生谐振，国标规定系统补偿度过补偿5%～10%[4]，但在实际运用中，电网的补偿度一般在25%～30%，因此，在进行软件开发时，当系统补偿度大于25%～30%，系统默认为系统过补偿报警。

c.配电网电容电流测量主要有实际测量和根据配电网参数估算电容电流两种方法。实际测量是利用中性点外加电容法、外加电压法、调谐法、变频法和电容增量法[5]，可有效地将电容电流测出，且对系统没有任何影响。根据配电网参数估算电容电流主要包括有电气连接的所有架空线路、电缆线路、变压器、母线和电气的电容电流。

d.调度运行台账管理包括：消弧线圈型号、容量、分头对应的电流、投运日期、是否自动跟踪补偿、连接设备及实测补偿电流等；66 kV及以下等级线路的型号、长度、是否为架空线路(电杆为钢筋混凝土、金属杆塔或非钢筋混凝土、金属杆塔)或电缆等；消弧线圈补偿电流实际测量值、系统电容电流实际测量值。

e.计算机技术的运用可将调度员的经验及思维方式固化成算法，形成专家系统给出准确的参考信息，经计算机强大的计算推理功能，可提高系统的精确度和速度，提高工作质量。

f.计算机强大的存储功能，可存储系统各时段的运行状态、消弧线圈投入情况，并为系统模拟操作提供了可靠保证。此外，消弧线圈台账管理可以后台数据的形式长期保存，实现调度对消弧线圈的无纸化管理，提高调度自动化水平。

g.系统的开发遵循传统的软件开发设计开发流程，涉及计算机技术和电力系统技术两大专业。在计算机技术方面，为保证有足够的数据存储能力和处理能力，利用计算机数据库(SQL)技术搭建强大的数据库平台，系统编码采用Python计算机程序设计语言对系统功能进行开发，兼顾系统的实用性和可靠性，此外还需要性能良好的PC机供用户进行访问。在电力系统方面，在给定的公式下，结合日常电力系统运行经验，利用计算机编程技术实现电容电流、补偿度及系统模拟计算功能。

3.3 系统开发设计

系统开发通过合理的组织架构，结合补偿度相关知识，依托计算机软件开发流程完成对系统的开发设计。设计开发流程分为准备、研发设计、测试、资料归档4个阶段进行。遵循传统的软件开发设计流程，66 kV系统补偿度管理系统整体设计分为需求分析、资料收集、概要设计、详细设计、编码及实现、测试6个部分(如图1所示)。

图1 66kV系统补偿度管理系统整体设计

4 系统应用

图2 系统功能模块

图3 后台数据管理界面

图4 前端操作界面

该系统应用Python2.7进行程序开发，利用计算机技术，遵循传统软件设计流程，采用BS(浏览器-服务器)架构，建立良好的人机对话界面。图2为系统各功能模块数据结构图，图3、图4分别为系统的后台数据管理界面和前端操作界面。

该系统对铁岭地区牛岗系统进行了补偿度的整定计算，通过2015年6月16日(整定前)和18日(整定后)系统三相电压波形的比较，可以看出整定后系统的三相电压不平衡程度得到了很好的改善，如图5所示。

(a)整定前

(b)整定后图5 牛岗系统66 kV母线整定前后三相电压对比

5 结束语

该系统的开发设计使调控专业人员能利用计算机相关技术实现对系统内消弧线圈及系统补偿情况进行统一、详实、全面的科学管理，解决了系统运行方式更改后，人工计算整定系统补偿度精度不高等问题。该系统的应用有效改善了铁岭地区部分系统三相电压的平衡状态，提高了电网调度工作的质量和效率。

[1] 张春华，王雪梅.消弧线圈并网运行[J].东北电力技术，2010，31(7):24-25.

[2] 王书春，张喜林，完颜霆一.地区次输电网消弧线圈优化补偿运行[J].东北电力技术.2010，31(12):20-22.

[3] 李延东.消弧线圈补偿及电容电流平衡[J].东北电力技术，2008，29(2):32-34.

[4] 国家电网公司.10 kV～66 kV消弧线圈管理规范[M].北京：中国电力出版社，2006.

[5] 郝建成，朱义东，于在明.配电网电容电流测量分析[J].东北电力技术，2013，34(8):1-2.

Design on Automatic Management System for 66 kV Power System Compensation

YUAN Ye，QU Chao

(State Grid Tieling Power Electric Supply Company，Tieling，Liaoning 112000，China)

In this paper ,the automatic management system is designed for compensation degree of 66 kV power system, aiming at the arc suppression coil and compensation actual management situation in Tieling. The system achieves the data management of arc suppression coil, calculation and analysis for compensation degree by using the site access mode and computer technology, which has superior,strict management function and good human-computer interface in power dispatching.Design and application of the system can improve power dispatching intelligent management level for arc suppression coil and reduce harm caused by inaccutate of manual tuning coculation for compensation degree.

66 kV; compensation degree; arc suppression coil;automatic management

TM761+.1

A

1004-7913(2017)01-0054-04

袁 野(1987)，男，硕士，工程师，从事设备监控运行管理工作。

2016-11-20)