变电站无功补偿设备运行维护策略研讨董双双

变电站无功补偿设备运行维护策略研讨董双双

董双双

（国华爱依斯(黄骅)风电有限公司河北黄骅061100）

摘要：目前，随着我国经济的迅猛发展，各个行业对电力都有着强大的需求，对供电、配电质量也有了较高的要求。在电力系统中，无功补偿作为确保系统安全稳定运行的重要手段，对减少低压线损、确保持续稳定供电起着重要作用。因此，无功补偿装置的稳定运行就显得尤为重要，所以要对无功补偿设备的运行维护加以重视，不断提高无功补偿设备运行维护管理水平。基于此，本文首先概述了无功补偿技术的工作原理和基本原则，其次阐述了我国当前的电力系统无偿补偿现状，并针对无偿补偿应用设施进行了分析，从而提出了无偿补偿设备的运行维护策略，以期更好的保障变电站无功补偿技术的安全稳定运行，提高电能传输质量，促进我国经济发展。

关键词：电力系统；变电站；无功补偿；运行维护

前言：随着社会的不断进步与发展，社会中各方面的发展都离不开电力的支持。电力的大规模使用，对用电负荷也造成了一定的影响，电力的大范围使用增加了电网的负荷。所以这时就对电网功率的利用率提出了新的要求。电网中的功率不仅有有功功率，其中无功功率也占有很重要的地位。无功功率在电网中主要起电场与磁场的交换作用，并且无功功率还在电气设备中建立以及维持磁场，所以无功功率在电网中必不可少。无功功率在电网中有着不可替代的作用，电力在运输的过程中无功功率的作用也十分重要。

1无功补偿概念

1.1无功补偿原理

随着我国经济和科技水平的发展，我国电力行业电气自动化水平不断提高。如今，促进我国电气自动化发展的动力无疑是无功补偿技术的兴起。在电力系统中，功率分为三部分，即有功功率、无功功率、总功率。无功补偿就是将能提供容性功率的负载电荷与能提供感性功率的负载电荷并联在电路中，实现两者之间的转换，二者之间能够相互的补偿，无用功率成功转换为有用功率，这样一来内部的能量消耗是最低的，也可以实现电力运输中对于能量功率的相应要求，特别在电力系统长距离电能输送时，因为运输系统的负载比较大，导致增加了很大的电路损耗，无用功增加，在长距离运输的过程中产生电路容抗，导致两端的电压形成电势降落，从而出现电势差。在总功率保持不变的情形下，无功补偿越到位，相应的负载功率因数越低，电路运输过程中所消耗的功率就会越少，这就是为了降低损耗在电能运输过程中实施的无功补偿工作原理。

1.2无功补偿技术

电力系统补偿和无功功率平衡是保证电压质量的基础，对无功补偿进行合理控制可保证电压质量，提升系统运行的安全稳定性，减少电能损耗，以发挥出无功补偿技术的经济效益。一般来说，无功功率的分配要保证电力系统无功电源消耗的无功功率大于负载设备的无功功率与电网无功功率损耗的总和。在电力系统中，无功功率缺少就要在就近进行补偿，保证电网安全稳定运行。安装无功补偿设备主要是为了在电网中减少无功功率的消耗，提高电网功率因数，提升供电效率，改善供电环境，保证电网安全稳定运行。

1.3无功补偿原则

为了能够实现无功补偿优化的最大化，必须要合理确定补偿点。通常确定无功补偿的可以分为下面几个原则：第一，结合电网网格结构的实际情况，有效总结其结构特点，同时合理确定中心点，以便实现有效控制其他的节点，保证整个电网全电压都处在安全范围之内。第二，无功补偿点在实际选择的过程中，应当要坚持局部的平衡原理，将负荷过大的节点作为无功补偿点，而当电路电压等级出现不一样的情况下，也可以采取分层平衡的方式，减少在不同的电压等级下无功功率之间互相流动现象的出现，进而很大程度上降低无功功率损失，明显改善电网运行更加科学合理，增加经济效益。

2变电站无功补偿现状

在电力系统的实际运行中，无功损耗主要产生在线路、变压器中的感性无功负荷。由于高压线路、变压器等值电抗超过了等值电阻，造成了变压器无功损耗大于有功损耗，进而导致整个系统的无功损耗超过了有功损耗。电力系统的无功需求中，变压器无功损耗占有很大的比例，基本约为无功负荷的75%。为了能够将电力系统的电压质量进行改善与提升，变电设备作用的发挥，降低电能的损耗，将用户端的功率提高是不够的，还应当在变电站运行中配备无功补偿装置，以此来达到变电站的无功补偿目标。

在实施具体的变电站无功补偿过程中，应该遵循分区、分层、分变电站的补偿原则，达到无功补偿的就地平衡，同时留有充足的事故无功功率备用量。在规划设计的过程中，最高无功功率负荷取7-8%。

3相关无功补偿设施应用分析

实现无功功率补偿的主要途径即为应用相关无功功率补偿设备与装置进行电力系统的无功功率补偿，下面将对一些常见的无功功率补偿设备予以说明。

3.1同步电动机

同步电动机，即为我们常说的同步调相机，该仪器的主要功能即为保证电力系统内部的电压稳定。其主要功能实现方式为：通过对系统内部负载的实时检测，根据其变化来实现对电压的调整，保证其控制在既定的范围之中。当然，该设施的成本较高，实际运营过程中存在维护工序较为繁琐等特征，这些缺陷也在一定程度上阻碍了其有效推进与应用。

3.2并联电抗器

并联电抗器的安置部位多为超高压输电线的尾部与地面两者之间，该设备一般用于感性负荷的无功功率供给。其中，铁心式电抗器因为内部组成存在相关吸引力，因而其产生的噪音较高。

3.3静止无功功率补偿器

（1）饱和电抗器

饱和电抗器是一种较早开发的静止无功补偿装置，尽管反应速度快于同步调相机，但是为了达到铁心磁化饱和，不仅会出现很大的噪声，还会对设备自身产生严重损害。同时，饱和电抗器也是一种非线性电路，在运用的过程中，经常出现一些难以解决的问题，又无法进行电荷的分相调节，导致饱和电抗器应用并不普遍。

（2）晶闸管型静止无功补偿装置

随着社会的不断发展与进步，科学技术水平的不断提高，人们对电力系统的无功功率控制越来越重视，并且进行了深入研究，研制了一种新型静止无功补偿装置，即晶闸管型静止无功补偿装置。同以往无功补偿装置相较而言，其性能更加优良，在我国电力系统运行中得到了普遍应用。

3.4静止同步补偿装置

在科学技术水平不断提高，电子科技不断进步的形势下，无功补偿装置性能也在逐渐完善。静止同步补偿装置是一种自激式无功补偿装置，不需要传统储能元件提供或吸收无功功率，其主要就是借助直流电压源或电流源予以间接提供或吸收无功功率，并且借助功率器件的变流器对无功电流的输送进行控制，实现接入点电压的有效控制。针对静止同步补偿装置而言，不会因为系统电压的降低而减少无功补偿，所以，可以通过控制同步电压源电压的方式予以无功补偿。当同步电压源电压低于系统端电压的时候，就会产生电感性电流；当同步电压源电压高于系统端电压的时候，就会产生电容性电流。

4变电站无功补偿设备的运行维护策略

4.1健全设备管理制度，明确管理人员责任

管理水平和设备质量的提升离不开健全的管理制度。电力企业需要根据自身实际情况和无功补偿技术运行安全管理和设备维护的要求，创新无功补偿运行安全管理和设备维护制度，保证所制定的安全管理和设备维护制度能够在实际工作中对人员、设备的安全问题得到保护。从设备的采购、安装、维护等方面要建立健全管理制度，将工作制度化、标准化。定期检查设备运行状况，切实做好设备运行、维修记录，跟踪好设备运行状况，尤其对投运较早的设备要重点检查。在平时的维护检查过程中要多总结经验，尽量使维护工作标准化，流程明确化。另外，要切实落实设备责任制，明确各无功设备对应管理人员，明确管理责任和义务，完善相应考核制度，调度设备管理人员积极性，提高无功补偿设备的管理维护水平。

4.2进行设备日常检查检修

进行检修的步骤仍然可以沿用传统变电站的巡视方法和相关注意事项，同时也必须加强对智能化装置的运行和专业巡视，将整体巡视内容的侧重点放在运行状况和装置运行环境等方面上。同时还要展开对务工补偿设备的测评活动，统计设备出现的缺陷，分析记录设备运行相关问题，以更好的掌握无功补偿设备的运行状态。这就要求相关的运行维护与管理人员在工作中做好经验总结，调查和分析各类无功补偿设备运行情况及具体的发生概率，通过建立日检制度、周检制度、月检制度和年检制度，做好相关设备的定期检查与维护保养工作。

4.3对电流、温度及电压严格的监测

为了更好的了解变电站无功补偿设备的运行状况，就需要对电压、电流及温度等参数进行及时的监控，同时对其准确的测量，做到问题早发现早处理，这些监测具有重要的意义。为了避免出现小误差，导致大问题，就要学会防患未然，在问题发生之前就要做好监测工作，特别是对于设备老化、电压过高等问题进行重点关注，同时做好监测工作，将可以控制的方面进行准确的控制，这样才可以降低事故发生的风险，这样才可以在稳定的情况下，有效的实现电力系统的效益，实现无功补偿的意义，促进变电站工作的顺利进行。

4.4无功补偿装置的谐波保护

无功补偿设备在静止补偿器中，晶闸管会消耗功率，进而产生谐波。谐波会产生畸变电流，会增加电力系统中设备的附加损耗，甚至引起电力系统中过电压或过电流，对电力系统的安全稳定运行构成威胁。因此，就需要制定相应一系列减少谐波的措施。减少谐波首先要及时发现谐波，这就需要敏感度较高的传感器，及早发现谐波的发生时间，及时采取应对措施。可以在无功补偿设备中的电容和电感安装适当的熔丝进行保护，倘若设备出现故障，可以根据熔丝熔断状况找出线索，进行维修，这样也减少了电力设备故障的时间。因此，控制谐波最主要的措施就是安装合适的传感器，对出现的谐波数量及种类进行及时的监控，这样可以及时的发现电网中出现不健康的设备，并采用相应的措施，将谐波的危害降至最低。另外，由于受到谐波的干扰，容易出现电压不稳的现象，使电能质量下降，降低电气设备使用寿命甚至损坏设备，情况严重也会影响电网安全引发事故。所以也要加强对高低压保护的重视，做好相应保护，做好监控，及时检查，避免出现此类问题。

4.5提高人才的综合素质

由于无功补偿技术所覆盖的专业知识范围比较广泛，技术实施过程也较为复杂，因此，这就需要培养以及引进各方面专业知识水平较高的人才，让高技能水平高和强素质人员开展无功补偿工作自然能够大大提升无功补偿技术的工作效率和质量。

首先，电力企业需要对设备运行维护工作人员进行培训工作，加强运行维护技巧、操作技巧等方面的安全培训工作，让其在无功补偿设备维护过程中，即使遇到问题也不会出现束手无策情况。其次，电力企业需要针对变电人员的工作内容制定不同的安全管理规章制度，并保证安全管理规章制度顺利落实到每一工作环节，从而减少人为安全事故发生的次数。再次，电力企业可以选择一些设备维护作业中时常发生的典型安全问题，然后让相关人员对事件展开讨论学习，并总结安全事故发生的原因，做好详细记录，以期为接下来的无功补偿设备维护工作提供参考，进一步提高电力系统变电运行的安全性。

4.6加快健全应急处理机制

鉴于变电站在电力系统中的重要地位，其涉及到的无功补偿设施也比较多，同时许多的设备故障在一定程度上具有很强的隐蔽性，所以，为了确保变电站无功补偿设备运行的质量和安全，需要加快建立以及完善相应的故障应急处理机制，保障能够在无功补偿设备发生故障之后得到及时解决与处理，以便可以在最短的时间内消除故障并恢复生产，同时，有效保证运行故障所形成的社会和经济损失下降到最低的程度。

结语

综上所述，变电站无功补偿的主要作用是补偿主变压器无功损耗以及输电线路输送容量较大时电网的无功缺额，适当补偿部分线路及间隔负荷侧的无功损耗。随着经济的快速发展，电力系统电能供应需求不断增加，在电能的传输和分配过程中，无功补偿设备安全可靠能够确保电力系统安全、经济运行，向用户提高可靠、优质的电能。日常的无功补偿设备运维管理能够很大程度上提升设备运行维护的安全可靠，这也是电力系统运维、巡视组织活动中的关键环节。管理人员在无功补偿设备运行维护中，应当全面覆盖设备的日常巡检、设备检查检修、故障处理等各个方面，并通过必要的培训以及应急处理机制来提高运维综合素质，提升运维事故的处理能力，从而大力保障变电运行正常开展，为提升经济效益奠定基础。

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