STATCOM系統運行維護探討

肖丹華 鄒明

摘要：STATCOM系統作為一種新型無功調節方式，比傳統電容電抗調節無功更快速，更便捷，投產后能更有效地降低電網電壓失穩風險，抑制電網電壓閃變，使電網發生故障后更迅速地恢復電壓。文章就STATCOM系統閥組的日常巡視維護及故障分析處理等方面作簡要介紹，展示了STATCOM系統運行管理時要特別關注的一些細節。

關鍵詞：STATCOM，電壓失穩，電壓閃變，巡視維護，故障分析

目前電網結構靈活多變，交直流混聯運行，受端交流系統的故障可能導致多回直流同時換相失敗，威脅系統安全。除此之外，廠站內發生單相短路或三相短路導致電壓失穩時，如果故障后保護、開關拒動，而且值班人員處置不及時，就會有造成重大電網事故的風險。STATCOM投產后能有效地降低電網電壓失穩風險，抑制電網電壓閃變，使電網發生故障后更迅速地恢復電壓。但是STATCOM結構比較復雜，耗電量更大，因此，為了保證STATCOM系統正常運行，消除其安全隱患是非常有必要的，這就需要為STATCOM系統制定日常運行維護及事故處理措施。本文介紹了STATCOM系統重要組成部分的日常運維項目及常見的事故處理。

1 STATCOM原理

1.1基本原理

STATCOM核心是一種靜止無功發生裝置，基本原理是將自換相橋式電路通過電抗器并聯在電網上，調節橋式電路交流側輸出電壓的相位和幅值，使裝置吸收或者發出滿足要求的無功電流，實現無功動態補償的目的。原理示意如下圖所示，其中直流側為儲能電容，為裝置提供直流電壓支撐。

裝置輸出的交流電壓的大小、頻率和相位，可以通過控制逆變橋中可關斷器件的驅動脈沖進行控制。

1.2裝置組成

STATCOM裝置主要由換流鏈、啟動回路、水冷系統和控制保護系統組成，如下圖所示。換流鏈和啟動回路組成主電路拓撲，由三相閥塔、連接電抗器、軟起電阻、旁路斷路器、接地開關、避雷器、隔離開關和罐式斷路器組成。

2 STATCOM系統閥組巡視

2.1日常巡視

（1）在閥組室外，有無異常的振動、聲響、氣味、冒煙;

（2）觀察閥組室內的情況。閥組室內照明應正常，地面無積水和異物，設備無放電、冒煙、過熱變色;

（3）查看閥組室每個功率單元的狀態是否正常，直流電壓是否正常，運行/停止狀態是否正常，有無報警和故障;

（4）進出閥的溫度、壓力、和流量等是否正常;

（5）閥組室空調是否工作正常，室內溫度范圍在10-35攝氏度。

2.2特殊巡視

（1）發生單元故障，更換單元后各單元狀態是否正常，水冷系統壓力等是否正常;

（2）滿容量運行時，水冷系統水溫是否正常，室外引線接頭有無過熱、變色現象;

（3）經過檢修、改造、試驗或停運半年以上重新投入系統運行后檢查冷卻水電導率是否正常;對閥組進行充電，檢查單元充電電壓是否正常。

3 STATCOM系統異常運行與事故處理

（1）如果裝置內發出異常聲響，排風口處沒有出風或風量比平時偏小，則應立即停機檢查并更換風扇，當裝置出現異味（特別是臭氧味）時，應立即通知廠家處理。

（2）運行后應每年安排一次計劃停機，并打開一個功率單元抽檢電容，如果其中任何一個電容出現電解質泄露、安全閥冒出或電容主體發生膨脹時，應立即通知廠家進行處理。

（3）進出閥水溫升高過快，應檢查風機及空調等設備運行情況;

（4）水冷系統液位降低較明顯，應將裝置停運并檢查是否有漏水現象;

（5）閥組發生故障時，需先檢查閥組是否短路，如果短路，更換相應模塊。

4 STATCOM系統控制柜常見故障維護

在STATCOM系統運行過程中，系統控制柜會出現各種故障信息情況，運維人員根據故障信息迅速判斷并及時處理，能夠快速保證系統的穩定運行。一般常見故障有配置故障、板卡故障、同步故障和通訊故障。

（1） 配置故障。如果系統檢測到配置故障，系統將禁止啟動，上機位彈出“故障”窗口，顯示“XX板卡配置故障”。此時應檢查控制柜內通信光纖是否牢固，板卡是否松動，柜體的上電順序是否正確。可嘗試關閉系統控制柜或裝置控制柜電源，按要求上電。

（2） 板卡故障。如果系統檢測到板卡故障，應檢查控制柜內通信光纖是否牢固，板卡是否松動，同步光纖信號是否牢固。

（3） 同步故障。如果系統檢測到同步信號丟失故障，系統會進行閉鎖，控制系統窗口彈出“同步故障”或“頻率故障”或“PT斷線”，應檢查控制柜內插頭、插座及接線是否松動，PT進線是否連接牢固。使用萬用表測量PT信號是否正常。

（4） 通訊故障。如果裝置控制柜接收不到系統控制柜的數據則報通信故障，系統控制柜也會報通信故障，應檢查控制柜內的光纖是否松動，裝置控制柜或系統控制柜是否死機。

以上故障根據程序處理排除后，如仍有故障信息，則考慮板卡本身損壞或光纖損壞，應聯系廠家進行更換板卡或光纖。

4 結語

STATCOM作為現在無功補償最先進的設備，原理、結構復雜，其監控、水冷系統等輔助設備技術新，工程投產后實際運維經驗有待積累。針對于此，運維人員需要從歷史問題記錄、運行日志、運行缺陷庫、應急響應、設備狀態評估等方面進行努力，不斷完善STATCOM的運行維護項目，以保證其安全穩定運行。

參考文獻

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