1000千伏串聯(lián)電容器補償裝置運維管理模式研究

侯永亮

【摘 要】本文以1000千伏特高壓長治站長南I線串補為基礎，通過研究特高壓串聯(lián)電容器補償裝置運維管理模式，提出了串補裝置運行及維護基本要求以及運行維護方式和方法，對于指導后續(xù)工程特高壓串補裝置運行維護工作具有極其重要的意義。

【關鍵詞】變電站；串聯(lián)電容器補償裝置；運維管理

一、1000千伏串補裝置設備的特點

采用固定式串補裝置，額定電流5080A，額定容量1500Mvar/側，補償度為20%/側，采用單平臺布置方式；每相電容器組由8個電容器塔組成，共896個單元，一組共2688支電容器；MOV額定電壓169.7kV，保護水平2.3p.u，不含備用的每相MOV并聯(lián)單元數(shù)為15個，可吸收能量68.7MJ，備用5個；火花間隙系統(tǒng)故障電流承載能力為63kA，額定電壓98.4kV，觸發(fā)允許電壓250kV，工頻自放電電壓352kV；額定電感1.683mH，額定電阻4.5，故障電流和電容器放電電流承載能力為170kA，阻尼率≤0.5；單斷口結構，額定電壓1100kV，端口電壓245kV，額定電流6300A，額定旁路關合電流200kA，短時耐受電流63kA、2S，峰值耐受電流170kA；采用三柱水平雙斷口翻轉式隔離開關，兩側不帶接地刀閘，其靜觸頭上專門設置了能開合6300A、7000V的母線轉換電流的引弧觸頭及小型真空斷路器裝置，斷口間耐壓按550kV系統(tǒng)耐壓設計；絕緣平臺尺寸27m×12.5m，高度11.47m，荷重≤100噸，額定電壓1100kV。

二、1000千伏串補裝置運行維護工作手段

2.1實施智能機器人巡檢系統(tǒng)

為強化1000千伏串補裝置運行維護管理，建議配置串補裝置機器人智能巡檢系統(tǒng)，負責1000千伏串補裝置運行巡檢、紅外測溫等。

2.2實施串補裝置固定式紅外測溫裝置

1000千伏串補裝置因為平臺高，人工使用紅外測溫裝置對串補平臺上設備進行測溫難度較大，無法實施。為解決該問題，建議設置固定式紅外測溫裝置，實現(xiàn)串補裝置紅外及可見光24小時監(jiān)視及比對分析功能。固定式紅外測溫裝置，即在串補裝置設備區(qū)選擇合適部位安裝固定式紅外攝像頭，一般安裝于串補裝置設備區(qū)龍門架或獨立避雷針等。

2.3開展監(jiān)控后臺重點數(shù)據(jù)監(jiān)視

鑒于串補裝置信號的重要性，建議在監(jiān)控后臺設置專門畫面，對重點數(shù)據(jù)進行監(jiān)視。全面梳理監(jiān)控后臺串補裝置遙測、遙信、在線監(jiān)測以及現(xiàn)場巡視重點運行數(shù)據(jù)，在監(jiān)控后臺制作重點數(shù)據(jù)監(jiān)視畫面，將主要數(shù)據(jù)制作成簡潔的“鷹眼”界面，使得監(jiān)測量、監(jiān)測值與標準值在監(jiān)視界面中對比顯示，并設置越限告警功能，確保重點數(shù)據(jù)“不越雷池”，確保了運行設備的可控、在控。

2.4開展電流互感器、電壓互感器數(shù)據(jù)在線診斷分析

電流互感器、電壓互感器數(shù)據(jù)在線診斷分析是對重點數(shù)據(jù)監(jiān)視的一種有效補充手段，包括監(jiān)控后臺在線運行診斷和繼電保護裝置在線運行診斷兩部分，其中監(jiān)控后臺在線運行診斷部分在監(jiān)控后臺實施完成，繼電保護裝置在線運行診斷部分為保護裝置的固化邏輯功能。

監(jiān)控后臺利用監(jiān)控采集到的各PT遙測數(shù)據(jù)進行計算，實現(xiàn)對長南I線線路側PT以及長南I線串補側PT電壓不平衡度監(jiān)測和PT電壓幅值越限監(jiān)測兩種功能，達到對串補電壓運行狀態(tài)的在線診斷目的。在監(jiān)控后臺利用采集到的CT不平衡電流遙測數(shù)據(jù)與設置的不平衡電流定值進行比較，超過定值報“CT異常”報警信息。

單相電壓不平衡度監(jiān)測功能：通過將1000千伏電壓等級同相的PT電壓值折算至500千伏電壓等級，然后將各PT電壓值相互比較計算得出不平衡度，若某PT不平衡度超過報警值時監(jiān)控后臺將發(fā)出“PT異常”報警信息。由于PT特性的差異、測控裝置采樣誤差等因素的影響，各PT電壓值存在誤差，為減少誤差值對該判據(jù)精度的影響，采取在各電壓等級同相PT遙測值按照長治站主變變比折算至500千伏電壓等級后，將所有同相PT電壓值取平均值算出長治站該相電壓參考值，用各PT電壓值與長治站電壓參考值的差值除以電壓參考值得出電壓不平衡度，不平衡度定值為2%。

三相電壓不平衡監(jiān)測功能：由于1000千伏長南I線串補電容器組的影響，1000千伏串補線路側PT與串補母線側PT存在隨負荷電流變化的壓差，若采用上述功能單相電壓的判據(jù)誤差較大。因此對于1000千伏串補線路側PT采用三相電壓不平衡監(jiān)測方法，通過任意兩相電壓幅值差的絕對值與其中一相的電壓幅值相比計算出不平衡度，當不平衡度大于定值監(jiān)控報警，不平衡度定值為1%。

電壓幅值越限監(jiān)測功能：通過在監(jiān)控后臺設定各電壓等級PT的上、下限值，當某PT越限值時發(fā)報警信號。電壓等級1000千伏，上限值1060千伏，下限值980千伏。

三、1000千伏串補裝置運行巡視工作內(nèi)容及要求

電容器組巡檢：在監(jiān)控系統(tǒng)后臺檢查電容器組的負荷電流及不平衡電流無異常；利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡檢查電容器無滲漏和鼓肚現(xiàn)象；利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡檢查電容器外殼及瓷瓶清潔、無裂紋、無銹蝕、無放電；利用固定式紅外測溫裝置檢查電容器溫度無異常；電容器上無異物、無鳥巢；電容器接頭罩齊全完好；支柱絕緣子完好無損。

金屬氧化物限壓器（MOV）巡視：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡對其進行外觀檢查，檢查MOV瓷套表面無燒傷和損壞；利用固定式紅外測溫裝置檢查MOV溫度無異常。

火花間隙巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡對其進行外觀檢查，檢查火花放電間隙無雜物、無鳥巢。

阻尼裝置巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡對其進行外觀檢查，阻尼電抗器、阻尼電阻器外觀清潔、無閃絡痕跡；阻尼電抗器無鳥巢。

電流互感器巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡對其進行外觀檢查，外觀清潔、無損壞、無雜物、無閃絡、無滲漏痕跡。

絕緣子、光纖柱、絕緣平臺及爬梯巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠鏡對其進行外觀檢查，平臺上無雜物，平臺上圍欄門閉鎖好，平臺上測量采集箱及間隙控制箱門關閉良好；光纖柱、支柱絕緣子及斜拉絕緣子無閃絡痕跡、破損、裂紋、放電；爬梯收回，閉鎖裝置完好。

旁路斷路器巡檢：瓷套清潔無斷裂、裂紋、損傷、放電現(xiàn)象，瓷套表面清潔無污穢；監(jiān)控后臺分合閘位置與機械、電氣指示位置一致，并與實際運行方式相符；SF6氣體壓力值正常；操作機構儲能正常等。

四、1000千伏串補裝置維護管理模式

以1000千伏串聯(lián)電容器組為例：觀察電容器無滲漏、接頭無變色，母線及引線無過熱；檢查瓷絕緣無破損裂紋、放電痕跡，表面清潔，無異物、鳥巢；設備外表涂漆無變色，外殼無鼓肚、膨脹變形，接縫無開裂、滲漏油現(xiàn)象，內(nèi)部無異常聲響等。

五、結論

本文通過對1000千伏串聯(lián)電容器補償裝置運行維護管理模式研究，提出了特高壓串補裝置運行管理模式和檢修管理模式，為后續(xù)特高壓串補運維管理提供了參考。

參考文獻：

[1]預防配電線路并聯(lián)電容器操作過電壓的措施[J].鄒新軍.電子技術與軟件工程.2014（08）

[2]并聯(lián)電容器低電壓保護[J].王寶慶.農(nóng)村電氣化.2011（02）

（作者單位：國網(wǎng)山西省電力公司）