探析變電站無功補償設備運行維護

馬璐瑤

摘要：當電力系統無功功率未能滿足供應需求時，變電設備就難以使無功功率得到保障，從而難以提供自身正常工作時必要的電磁場，最終，變電設備不能按照額定條件繼續工作，引發故障問題。基于此，主要將變電站無功補償概念作為闡述視角，提出變電站無功補償設備的運維策略，以供業界人士參考。

關鍵詞：變電站;無功補償;設備;運行維護

1無功補償相關概念

1.1無功補償技術

保證電力系統中無功功率分配平衡的要求是系統無功電源所消耗的無功功率大于或等于負載設備消耗的無功功率與電網無功功率損耗之和。無功補償技術就是在電力系統中缺少無功功率的地方就近進行補償，使電網電壓穩定運行。最方便易行的方法就是安裝無功補償設備，其作用主要有：降低變電站設備容量，減少電網線路中的無功功率損耗;穩定用戶電壓，提高電能質量和電力系統穩定性;平衡變電站三相電能有功功率和無功負荷。

1.2無功補償配置原則

電力系統中無功補償配置需要做到科學、合理，如此才能夠使無功補償設備為電力系統補償無功功率，促進電力系統安全、穩定運行。當然，實現無功補償配置科學、合理，需要遵循以下原則：①節約電能原則。因為無功補償過程以無能量消耗為主，這就要求無功補償配置注意節約電能，如此才能促使無功補償可以在電力系統運行中充分發揮作用。②強化電力系統及用戶的功率因素。之所以要求無功補償配置過程中強化電力系統及用戶的功率因素，主要是為了更好的調整電壓，使無功補償設備和調壓設備可以高效運用，為有效補償電力系統無功功率創造條件。

1.3無功補償類型和裝置

1.3.1電容器和濾波器

應用最早的無功補償方式是安裝并聯電容器和LC無源濾波器，這種模式設備簡單、安裝操作方便，除了能對電網中的無功功率進行補償外，還可以有效抑制諧波的產生，因此在早期的無功補償技術中是應用最廣泛的類型。但隨著變電站等級的提升，人們發現并聯電容器和LC無源濾波器受到電網阻抗特性以及運行狀態的影響越來越大，設備間常出現并聯諧振現象，雖然能有效抑制諧波，但諧波電流也相應增大，電容很可能被擊穿;同時這種模式對無功功率的補償無法實現無級連續調節，一旦電網電壓出現陡升或陡降，通過并聯電容的電流也會隨之大幅度變化，導致補償的無功功率不穩定，因此如今這種模式只應用于固定頻率或靜態無功功率的補償中。

1.3.2同步調相機

同步調相機也是較早應用于變電站無功補償的裝置，它與空載同步發電機的作用相同。當電力系統過勵磁運行時，它就是一個無功電源，為系統提供無功功率，保證電壓穩定;當系統欠勵磁運行時，它又變成了一個負載設備，消耗電力系統中多余的無功功率，保證電壓穩定。

為了保證裝置實現無級平滑調節，通常為同步調相機增加一個自動勵磁調節裝置，這樣電力系統的電壓升降對無功功率的分配就不會有顯著影響，即使系統出現電力故障，也能保證電網電壓的穩定性。同步調相機缺點是設備龐大，噪聲較大，有功損耗，不利于運行維護，目前同步調相機只出現在一些電網容量大的變電站場合中。

1.3.3靜止補償器

這類補償裝置是如今電網無功補償的主流設備，主要包括靜止無功補償器和靜止同步補償器兩種類型。靜止無功補償器是由電抗器與電容器并聯組成的補償裝置，電抗器由可控硅晶閘管來控制開關，能跟隨快速移動的負荷迅速變動，實現無級調節無功功率大小、方向的目的，運行可靠性較高，缺點是晶閘管本身是不可控的，補償能力被削弱，沒有很好地解決諧波問題，若設備過多，還可能引起系統振蕩。靜止同步補償器較好地解決了上述問題，它采用的是新一代的晶體管和晶閘管，能自主控制開關動作，其調節控制速度顯著加快，能顯著提升電力系統穩定性。

2變電站無功補償設備的運行維護策略

2.1嚴格監控運行電流、電壓、溫度

之所以對電容器的運行電壓、電流、溫度進行嚴格的、密切的控制，主要是避免變電站在正常運行的過程中，若出現電容器的電場強度增大，將會使電壓偏離額定電壓值，相應的變電站就會受到影響。所以，有效控制電容器的運行電壓、電流、溫度是非常必要的。對于電容器的運行電壓、電流、溫度的嚴格監控是根據國家規定標準來控制電容器組，促使電容器組可以安全穩定的運行。如若電容器的絕緣介質是在較強的電場中運行，則需要對電容器的溫度予以控制，降低其溫度。

2.2嚴格控制諧波和繼電保護

無功功率補償裝置的應用效果，可以促使電力系統安全、穩定高效的運行。但無功補償設備若應用不佳，將會導致電力系統中的電力設備損壞。如諧波電流被電容器直接補償，進而引起諧波過大，將會導致自動開關、接觸器、繼電器等供電設備受損。因此，為了保證變電站無功補償設備可正常、有效運行，加強諧波和繼電保護控制也是非常必要的。相關工作人員應當每年測量一次諧波，并定期檢查相關器件，以此來確定諧波是否異常，如若異常將采取適合的措施加以處理和控制。而對繼電保護裝置的嚴格控制，應當定期或不定期的開展監測工作，及時查找出繼電保護裝置是否存在故障，以此來保障繼電護護裝置長時間有效應用。

2.3制定無功設備運行及維護規章制度

確保變電站無功補償設備運行維護效果良好，應當制定相應的規章制度，使其對設備運行維護工作予以約束，提高無功補償設備運行維護效果。無功設備運行及維護規章制度的制定應注意以下幾方面。其一，值班人員要如實記錄無功補償設備的運行情況。其二，定期檢查無功補償設備，及時發現設備存在的安全隱患。其三，對電容器電容和熔斷器進行檢查，根據相關標準來確定設備是否存在不足，進而對其予以有效優化。

結語

總而言之，變電站電力系統無功功率得不到滿足，很可能引發故障問題發展。主要是電力系統無功功率不足，將無法保障變電設備的無功功率，那么變電設備將無法為自身正常工作提供必要的電磁場，這將會影響變電設備的正常應用，致使故障問題發生。所以，注意變電站無功補償設備運行維護是非常必要的，確保電力系統無功功率得到滿足。

參考文獻

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