論變電站無功補償設備運行維護措施

王生強

摘 要：在變電站系統中一般會使用很多非線性的電力裝置，這些裝置的應用加劇了電力系統諧波問題和無功問題。為了解決這一問題通常會使用無功補償措施，不僅提高了電能的使用效率，而且提升了電能傳輸質量。因此，做好無功補償設備的維護管理工作具有重要意義。該文首先對無功補償的概念進行了介紹，然后對無功補償設備的運行維護措施進行了探討。

關鍵詞：變電站 無功補償設備 運行維護

中圖分類號：TM714 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）04（a）-0046-02

在電力系統運行過程中，為了可以使電能轉變成其他的形式進行輸出，需要流轉電流和電壓之間產生90°角的相位差，這樣一來如果運輸距離過長會增加有用功功率的損耗，從而對電力系統運行的經濟效益造成影響，導致電網運行的安全隱患加劇，所以，要做好電力系統無功補償設備的管理工作。

1 無功補償的相關概念

1.1 無功功率

無功功率是電力系統中非常重要的功率，很多人僅從字面意思理解它，認為其不會發揮任何作用，這點務必要糾正過來。無功功率可以控制電能質量和電網電壓，在電路磁場中扮演著不可或缺的角色。變電站的三相電能質量和傳輸用戶的電氣性能是影響變電站無功功率分配的兩大因素。電力系統中的電壓和頻率變化對電能質量有著直接的影響，進而影響到無功功率的變化，破壞整個電力系統的穩定性，由此可見，控制電壓可以大幅度改善無功功率的分配。

1.2 無功補償技術

一般而言，負載設備消耗的無功功率和電網消耗的無功功率之和要小于或等于無功電源消耗的無功功率，這樣才可以維持電力系統的穩定性，同時這也是電力系統平衡分配無功功率的基本要求。通過采用無功補償技術，可以將無功功率不足的地方給予及時的補償，從而保證電網電壓的穩定性。在該技術中最常用的方法就是在電力系統中安裝適當的無功補償設備，維持電能質量和電力系統的穩定性，使得變電站三相電能有功功率和無功負荷相互平衡。

2 無功補償類型和裝置

2.1 同步調相機

同步調相機的作用原理和空載同步發電機基本相同，它是一種早期應用的變電站無功補償裝置。如果整個電力系統處于過勵磁運行狀態時，同步調相機可以被看作是一個提供無功功率的無功電源，使得系統電壓維持在一定范圍內；如果電力系統處于欠勵磁運行狀態時，同步調相機就相當于一個消耗多余無功功率的負載設備，使得系統電壓穩定。同步調相機安裝一個自動勵磁調節裝置，就可以實現對系統的無極平滑調節，在一定程度上大大降低了電壓變化對無功功率分配的影響。同步調相機有諸如損耗量大，工作噪聲大，設備體積大等特征，給系統運行和維護帶來了不便，目前只在一些電網容量大的變電站場合中使用同步調相機。

2.2 電容器和濾波器應用

安裝并聯電容器和LC無源濾波器是最早采用的無功補償方式，這種方式具有安裝操作簡便、設備簡單等特點，不僅可以補償電網中的無功功率，還可以對諧波的產生進行有效抑制，因此這種方式在早期得到了較為廣泛的應用[1]。近年來，隨著社會經濟的快速發展，變電站的等級提升速度也隨之加快，電網阻抗特性和系統運行狀態對并聯電容器和LC無源濾波器產生了巨大的影響，致使并聯諧振狀況在設備間頻繁發生，增大了諧波電流，嚴重威脅到電容的穩定性；此外，這種模式不能實現無極平滑調節，電網電壓的不穩定會造成并聯電容的電流不穩定，從而使得補償的無功功率不穩定，所以該種模式在固定頻率或靜態無功功率補償應用較多。

2.3 靜止補償器

目前電網中無功補償的主要設備是靜止補償器，其可以分為靜止無功補償器和靜止同步補償器兩大類。

靜止無功補償器的核心部件是并聯的電抗器和電容器，可控硅晶閘管是電抗器的控制開關，可以調節無功功率的具體大小和方向，提高系統運行的速度，硅晶閘管本身的不足之處就是不能切實解決諧波振蕩問題，甚至會引起整個系統的不穩定性。靜止同步補償器采用的是新型晶體管，可以實現可控性開關，能夠改善諧波振蕩現象，提升系統的穩定性。

3 變電站無功補償設備運行維護策略分析

以上內容表明，變電站無功補償設備在現代電力系統中發揮著重要的作用，相關部門務必要提高對其定期維護的重視程度，為了實現變電站無功補償設備的穩定運行，可以采用以下幾種方法。

3.1 嚴格監控運行電流、電壓、溫度

在系統運行過程中，要嚴格控制電容器的運行電壓、電流和溫度，一旦發現電容器周圍的電場強度過大，務必要采取相應措施進行及時處理，以免變電站系統運行受到不同程度的影響?？傊?，有效控制電容器的運行電壓、電流和溫度具有十分重要的意義。

對電容器的運行電壓、電流、溫度的監控務必要建立在國家相關電容器的規章制度上，不能隨意對其進行更改，保證電容器組安全穩定地運行。如果電容器運行在電場強度大的環境中，則其運行溫度勢必會有所升高，此時應該采取措施降低電容器的運行溫度。

3.2 嚴格控制諧波和繼電保護

無功功率補償裝置的應用主要是為了確保電力系統處于一個安全、高效、穩定的運行環境中。如果不能正確使用無功補償設備，整個電力系統中的電力設備將會受到不同程度的損壞。比如，電容器被諧波電流直接補償，造成系統諧波過度振蕩，致使諸如繼電器、接觸器、自動開關等供電設備受損。所以，變電站無功補償設備的正常運行務必要建立在正確使用無功補償設備的基礎上，注重對諧波和繼電保護的控制[2]。相關的工作人員應該定期對電器件進行檢查和維修，諧波每一年都要進行相應的測量，如果發現測量值有問題，應立即采取相應措施進行及時處理。為了盡早發現繼電保護裝置的故障問題，相關工作人員應實施對繼電保護裝置的定期或不定期監測，延長繼電保護裝置的使用壽命。

3.3 制定無功設備運行及維護規章制度

為了提高無功補償設備的運行維護效果，應該制定完善的運行維護制度，相關規章制度的制定可以著重考慮下面幾點：（1）值班人員要如實記錄無功補償設備的運行情況。（2）定期檢查無功補償設備，及時發現設備存在的安全隱患。（3）定期對電容器和熔斷器進行檢查和維修，如果發現設備出現問題，應立即采取相關措施進行及時補救，以免影響到系統的運行。

3.4 定期進行巡視檢查

電容器是無功補償裝置中的核心部件，相關電力部門應該派專業人員對其進行定期檢查和維修，遇到小故障，應該立即解決，大故障立即退出運行，以免造成系統故障。檢查方式主要有正常巡視檢查和特殊巡視檢查兩種，正常巡視檢查工作人員主要檢查電容器接頭、放電線圈、連接線等基礎部件，白天和晚上都要進行多次檢查；與正常巡視檢查相比，特殊巡視檢查次數較多，主要對自然災害、環境溫度、運行狀況等方面進行著重檢查。

4 結語

綜合以上內容的分析，可以確定電力企業應當注意加強變電站無功補償設備維護的研究和維護，使變電站無功補償設備有效運行，如此才能使其可以就地補償電力系統的無功功率，使電力系統安全、穩定、高效地運行。因此，通過制定無功設備運行及維護規章制度、嚴格控制諧波和繼電保護、嚴格監控運行電流、電壓、溫度等措施的實施來維護變電站無功補償設備，使其高效運行是非常必要的。

參考文獻

[1]肖毅.關于變電站無功補償設備運行維護策略的研究[J].科技創新導報，2014（2）：71-72.

[2]謝浩南.淺談變電站無功補償設備的運行維護[J].科技與創新，2014（16）：67-70.

[3]沈曉峰，蔡斌，陸敏安.配電站無功補償設備管理體系建設[J].華東電力，2011（2）：54-56.