南昆鐵路SVC常見故障淺析

黃錦云，黃煥隆

（南寧鐵路局南寧供電段，助理工程師，廣西　南寧　530000）

南昆鐵路SVC常見故障淺析

黃錦云1，黃煥隆2

（南寧鐵路局南寧供電段，助理工程師，廣西南寧530000）

本文介紹了南昆鐵路SVC使用概況，在分析SVC常見故障的主要原因在于零部件老化、檢修維護不到位、諧波干擾、環(huán)境影響以及備品備件不足的基礎(chǔ)上，提出了減少和防止SVC常見故障的應(yīng)對措施和改進建議，確保設(shè)備運行安全可靠，以維護正常運輸生產(chǎn)秩序，進一步促進南昆鐵路安全高效運營。

南昆鐵路；SVC；故障；研究

10.13572/j.cnki.tdyy.2016.04.004

南昆鐵路在南寧鐵路局管內(nèi)共設(shè)有9座牽引變電所，為適應(yīng)南昆鐵路運能運量逐年攀升的需要，該局先后對上述9座牽引變電所的無功補償裝置實施了改造，將原先的并聯(lián)電容固定補償改造成靜止型動態(tài)無功補償裝置SVC（Static Var Compensator），以提高牽引變電所功率因數(shù)，改善電壓質(zhì)量。然而，當SVC因發(fā)生故障退出運行后，南昆鐵路牽引變電所的供電能力下降明顯，部分區(qū)段不得不限制同時取流的機車臺數(shù)，既對行車秩序造成極大干擾，也影響運輸效率和效益的提升。因此減少SVC故障，對南昆鐵路運輸安全高效至關(guān)重要，本文結(jié)合日常運行檢修經(jīng)驗，對SVC常見故障的原因進行探討分析，并提出應(yīng)對措施。

1　SVC的基本結(jié)構(gòu)原理

SVC一般由濾波器FC、補償電抗器及TCR控制系統(tǒng)組成，其接線方式如圖1所示。濾波器FC提供固定的容性無功QC，補償電抗器提供感性無功。只要能做到QN=QV-QC+QTCR=常數(shù)（或0），就能實現(xiàn)電網(wǎng)功率因數(shù)為常數(shù)，電網(wǎng)電壓幾乎不波動。式中：QN為系統(tǒng)無功，QV為負荷無功。影響功率補償效果好壞的關(guān)鍵，是要準確地控制晶閘管的觸發(fā)角，以得到所需的流過補償電抗器的電流。實踐證明TCR控制系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)此功能，通過采集系統(tǒng)電流和電壓，求得補償無功值，計算出觸發(fā)角大小，通過控制程序控制晶閘管觸發(fā)，使晶閘管流過所需電流，達到補償?shù)哪康摹?/p>

Svc系統(tǒng)組成簡圖

2　SVC常見故障原因分析

2.1零部件老化引發(fā)故障南昆鐵路SVC自2005年運行至今，已有近10年時間，設(shè)備老化嚴重，部件性能下降，故障率升高。如龍廣變電所TCR控制系統(tǒng)老化嚴重，導(dǎo)致無法觸發(fā)脈沖，已嚴重影響該所動補裝置的正常運行。田林、平林村、冊亨變電所，因TCR控制系統(tǒng)晶閘管擊穿檢測板件老化故障，導(dǎo)致檢測到的晶閘管狀態(tài)與實際不符。南寧南牽引變電所的SVC也因采用利舊電容，造成運行過程中頻繁出現(xiàn)差壓保護動作無法正常投運。

2.2檢修維護不到位南昆鐵路的SVC雖然已投入使用近10年，但因SVC各組成部件技術(shù)含量較高，且生產(chǎn)廠家基于技術(shù)保密原因?qū)е逻\行檢修人員對SVC的了解及掌握甚少，致使日常檢修僅是掃灰、擦拭等保養(yǎng)；由于SVC部分保護插件未封裝，檢修人員因擔心觸碰引發(fā)跳閘而不敢進行保養(yǎng)。經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)，SVC晶閘管積灰嚴重，TCR控制系統(tǒng)不同程度存在結(jié)有蜘蛛網(wǎng)、集灰等情況，導(dǎo)致設(shè)備性能下降，甚至引發(fā)故障。此外，SVC的小修周期安排不盡合理，長達6個月，且未包含TCR控制系統(tǒng)的維修，難以滿足SVC運營維護需求。

2.3諧波干擾近年來，大功率HXD型電力機車陸續(xù)在南昆鐵路各區(qū)段投入運用，而大功率電力機車易產(chǎn)生大量的高次諧波，造成牽引變電所電容器頻繁發(fā)生差壓保護動作跳閘，導(dǎo)致SVC不能正常運作，成為安全生產(chǎn)的薄弱環(huán)節(jié)。

2.4環(huán)境影響由于SVC采用光電觸發(fā)技術(shù)，各種信號通過光纖傳輸，而光纖非常纖細，在運行過程中極易被老鼠、蟑螂等小動物咬傷咬斷，引起跳閘。同時SVC的可控硅在運行過程中散發(fā)大量熱量，如通風(fēng)散熱能力達不到要求，一但溫度超過限定值，就會引起溫度保護動作引發(fā)跳閘，既嚴重影響了SVC的正常運行，也會干擾運輸生產(chǎn)秩序。

2.5備品備件不足南昆鐵路SVC先后經(jīng)過多次改造，現(xiàn)在使用的是兩個廠家的三代不同技術(shù)產(chǎn)品，在實際運行中共需儲備六套不同規(guī)格型號的備件，而每套備件的種類及數(shù)量繁多，且備件價格都很高，配齊各類型號的備件，約需200萬元左右，耗費巨大。但若無備件，當故障發(fā)生后再向廠家購置，由于諸多原因到貨至少需要兩個月時間，導(dǎo)致SVC故障修復(fù)或備件更換時間過長，設(shè)備無法正常使用，安全生產(chǎn)也就難有保障。

3　應(yīng)對措施及建議

根據(jù)SVC的運行特點和以上分析，要采取以下措施以提高SVC運行的穩(wěn)定性和可靠性。

3.1實施設(shè)備改造針對控制系統(tǒng)老化、電容器利舊、板件老化等問題，可考慮對控制系統(tǒng)進行升級和改造，更換利舊的電容器和老化板件，重新校核和調(diào)試各元件的匹配性，以提高運行的穩(wěn)定性。

3.2強化日常檢修維護一是要總結(jié)設(shè)備運行規(guī)律，遵循安全性、可靠性原則調(diào)整SVC檢修維護周期及內(nèi)容，將SVC所有部件納入檢修維護的范疇，對不合理的檢修維護周期進行調(diào)整。二是完善SVC檢修維護工藝標準。三是定期對SVC的檢修數(shù)據(jù)進行分析，每周對SVC的運行情況及維修數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)異常及時組織分析，查找原因，制定對策，消除隱患。

3.3抑制諧波干擾針對大功率HXD型電力機車產(chǎn)生大量高次諧波導(dǎo)致SVC電容器差壓保護動作跳閘問題，建議一是對差壓保護動作邏輯進行改進，設(shè)置諧波閉鎖的條件，當綜合諧波含量大于整定值時閉鎖差壓保護，減少跳閘次數(shù)。二是在差壓保護二次回路中加裝濾波器，濾除高次諧波，減少差壓保護動作的頻次。

3.4對薄弱零部件進行防護針對SVC光纖易遭受小動物破壞、受環(huán)境溫度影響大等問題，可考慮一是對光纖采取穿管保護，以防止光纖遭受破壞；二是加裝溫控裝置，更換大容量風(fēng)機，以改善和提高通風(fēng)對流效果。

3.5尋求替代品針對備件價格昂貴、備件不全問題，建議一是對SVC運行以來的故障進行統(tǒng)計分析，根據(jù)故障發(fā)生的概率從高到低有選擇性的購置部分關(guān)鍵備件；二是尋找其它廠家替代產(chǎn)品，如光纖、電源等通用零部件可考慮選擇性價比較高的廠家的產(chǎn)品替代。

4　結(jié)束語

SVC對解決南昆鐵路功率因數(shù)偏低、電壓波動偏大等問題有顯著的效果，在保證南昆鐵路的供電安全中發(fā)揮著重要作用。隨著南昆鐵路運能持續(xù)增大，對供電可靠性及SVC運行穩(wěn)定性要求越來越高，研究SVC常見故障的原因，有針對性地采取措施加以抑制，減少以至防止故障的發(fā)生，對保障牽引供電安全、促進鐵路運輸發(fā)展有著十分重要的意義。

U223.5+3

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1006-8686（2016）04-00010-02