变电站无功补偿设备运行维护策略探讨.docVIP

变电站无功补偿设备运行维护策略探讨-机电论文 变电站无功补偿设备运行维护策略探讨 刘新辉 （国网河南省电力公司郑州供电公司，河南郑州450000） 摘要：由于变电站中大量使用非线性电力电子装置，电力系统中无功和谐波问题日益突出，对此目前普遍采用无功补偿措施，不仅可以降低电能损耗、减少开支，还能提高电能传输质量。但同时，无功补偿设备的运行、维护管理也成为一个需要关注的问题，若维护管理不当，不仅达不到无功补偿、降低能耗的目的，反而会造成电力系统故障，干扰电能传输。鉴于此，从无功补偿概念、应用现状等出发，探讨无功补偿设备运行维护策略，以期给业内人士提供参考。 关键词 ：变电站；无功补偿；运行维护 1无功补偿相关概念 1.1无功功率 无功功率并不是没有作用的功率，相反，它是电力系统中必不可少的功率，主要用于建立和维持电气设备构成电路的磁场，对电能质量和电网电压都有较大的控制作用。影响变电站无功功率分配的因素主要有两个：变电站三相电能质量、传输用户的电气性能。电力系统中一旦电压和频率不稳，电能质量就会降低，无功功率会显著增大，反过来会造成电力系统的不稳定，因此控制无功功率分配的主要方法就是控制电压。 1.2无功补偿技术 保证电力系统中无功功率分配平衡的要求是系统无功电源所消耗的无功功率大于或等于负载设备消耗的无功功率与电网无功功率损耗之和。无功补偿技术就是在电力系统中缺少无功功率的地方就近进行补偿，使电网电压稳定运行。最方便易行的方法就是安装无功补偿设备，其作用主要有：降低变电站设备容量，减少电网线路中的无功功率损耗；稳定用户电压，提高电能质量和电力系统稳定性；平衡变电站三相电能有功功率和无功负荷。 1.3无功补偿类型和装置 无功补偿装置发展状况如图1所示。 1.3.1电容器和滤波器 应用最早的无功补偿方式是安装并联电容器和LC无源滤波器，这种模式设备简单、安装操作方便，除了能对电网中的无功功率进行补偿外，还可以有效抑制谐波的产生，因此在早期的无功补偿技术中是应用最广泛的类型。但随着变电站等级的提升，人们发现并联电容器和LC无源滤波器受到电网阻抗特性以及运行状态的影响越来越大，设备间常出现并联谐振现象，虽然能有效抑制谐波，但谐波电流也相应增大，电容很可能被击穿；同时这种模式对无功功率的补偿无法实现无级连续调节，一旦电网电压出现陡升或陡降，通过并联电容的电流也会随之大幅度变化，导致补偿的无功功率不稳定，因此如今这种模式只应用于固定频率或静态无功功率的补偿中。 1.3.2同步调相机 同步调相机也是较早应用于变电站无功补偿的装置，它与空载同步发电机的作用相同。当电力系统过励磁运行时，它就是一个无功电源，为系统提供无功功率，保证电压稳定；当系统欠励磁运行时，它又变成了一个负载设备，消耗电力系统中多余的无功功率，保证电压稳定。为了保证装置实现无级平滑调节，通常为同步调相机增加一个自动励磁调节装置，这样电力系统的电压升降对无功功率的分配就不会有显著影响，即使系统出现电力故障，也能保证电网电压的稳定性。同步调相机缺点是设备庞大，噪声较大，有有功损耗，不利于运行维护，目前同步调相机只出现在一些电网容量大的变电站场合中。 1.3.3静止补偿器 这类补偿装置是如今电网无功补偿的主流设备，主要包括静止无功补偿器和静止同步补偿器两种类型。静止无功补偿器是由电抗器与电容器并联组成的补偿装置，电抗器由可控硅晶闸管来控制开关，能跟随快速移动的负荷迅速变动，实现无级调节无功功率大小、方向的目的，运行可靠性较高，缺点是晶闸管本身是不可控的，补偿能力被削弱，没有很好地解决谐波问题，若设备过多，还可能引起系统振荡。静止同步补偿器较好地解决了上述问题，它采用的是新一代的晶体管和晶闸管，能自主控制开关动作，其调节控制速度显著加快，能显著提升电力系统稳定性。 2变电站无功补偿设备运行维护策略 2.1健全设备管理制度，明确管理人员责任 健全设备管理制度是提高管理水平与设备质量的重要手段，首先应针对设备选型、采购、使用、维护、保养、回收等各个方面的流程建立完善、可操作性强的管理制度。主要包括严格记录设备运行、维修保养状况，遵循使用年限要求，定时检查设备和记录，及时维护设备，有条件的变电站还可根据实际电网等级情况预先编制设备的维护保养计划书，严格按照维护程序对设备进行日常保养维护。其次，要对设备管理人员的权利和责任做出明确规定，完善相关考核制度，杜绝设备管理人员不作为现象，将无功补偿设备的管理与维护工作落到实处。 2.2严格监控电力系统的电压、电流、温度 不管是电容器还是电抗器，所有补偿设备归根结底是负载，因此电网系统的电压直接关系到设备使用寿命和运行状况。应在电网系统中安装监视装置，随时