论变电站无功补偿设备运行维护措施

王生强

摘 要：在变电站系统中一般会使用很多非线性的电力装置，这些装置的应用加剧了电力系统谐波问题和无功问题。为了解决这一问题通常会使用无功补偿措施，不仅提高了电能的使用效率，而且提升了电能传输质量。因此，做好无功补偿设备的维护管理工作具有重要意义。该文首先对无功补偿的概念进行了介绍，然后对无功补偿设备的运行维护措施进行了探讨。

关键词：变电站 无功补偿设备 运行维护

中图分类号：TM714 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2016）04（a）-0046-02

在电力系统运行过程中，为了可以使电能转变成其他的形式进行输出，需要流转电流和电压之间产生90°角的相位差，这样一来如果运输距离过长会增加有用功功率的损耗，从而对电力系统运行的经济效益造成影响，导致电网运行的安全隐患加剧，所以，要做好电力系统无功补偿设备的管理工作。

1 无功补偿的相关概念

1.1 无功功率

无功功率是电力系统中非常重要的功率，很多人仅从字面意思理解它，认为其不会发挥任何作用，这点务必要纠正过来。无功功率可以控制电能质量和电网电压，在电路磁场中扮演着不可或缺的角色。变电站的三相电能质量和传输用户的电气性能是影响变电站无功功率分配的两大因素。电力系统中的电压和频率变化对电能质量有着直接的影响，进而影响到无功功率的变化，破坏整个电力系统的稳定性，由此可见，控制电压可以大幅度改善无功功率的分配。

1.2 无功补偿技术

一般而言，负载设备消耗的无功功率和电网消耗的无功功率之和要小于或等于无功电源消耗的无功功率，这样才可以维持电力系统的稳定性，同时这也是电力系统平衡分配无功功率的基本要求。通过采用无功补偿技术，可以将无功功率不足的地方给予及时的补偿，从而保证电网电压的稳定性。在该技术中最常用的方法就是在电力系统中安装适当的无功补偿设备，维持电能质量和电力系统的稳定性，使得变电站三相电能有功功率和无功负荷相互平衡。

2 无功补偿类型和装置

2.1 同步调相机

同步调相机的作用原理和空载同步发电机基本相同，它是一种早期应用的变电站无功补偿装置。如果整个电力系统处于过励磁运行状态时，同步调相机可以被看作是一个提供无功功率的无功电源，使得系统电压维持在一定范围内；如果电力系统处于欠励磁运行状态时，同步调相机就相当于一个消耗多余无功功率的负载设备，使得系统电压稳定。同步调相机安装一个自动励磁调节装置，就可以实现对系统的无极平滑调节，在一定程度上大大降低了电压变化对无功功率分配的影响。同步调相机有诸如损耗量大，工作噪声大，设备体积大等特征，给系统运行和维护带来了不便，目前只在一些电网容量大的变电站场合中使用同步调相机。

2.2 电容器和滤波器应用

安装并联电容器和LC无源滤波器是最早采用的无功补偿方式，这种方式具有安装操作简便、设备简单等特点，不仅可以补偿电网中的无功功率，还可以对谐波的产生进行有效抑制，因此这种方式在早期得到了较为广泛的应用[1]。近年来，随着社会经济的快速发展，变电站的等级提升速度也随之加快，电网阻抗特性和系统运行状态对并联电容器和LC无源滤波器产生了巨大的影响，致使并联谐振状况在设备间频繁发生，增大了谐波电流，严重威胁到电容的稳定性；此外，这种模式不能实现无极平滑调节，电网电压的不稳定会造成并联电容的电流不稳定，从而使得补偿的无功功率不稳定，所以该种模式在固定频率或静态无功功率补偿应用较多。

2.3 静止补偿器

目前电网中无功补偿的主要设备是静止补偿器，其可以分为静止无功补偿器和静止同步补偿器两大类。

静止无功补偿器的核心部件是并联的电抗器和电容器，可控硅晶闸管是电抗器的控制开关，可以调节无功功率的具体大小和方向，提高系统运行的速度，硅晶闸管本身的不足之处就是不能切实解决谐波振荡问题，甚至会引起整个系统的不稳定性。静止同步补偿器采用的是新型晶体管，可以实现可控性开关，能够改善谐波振荡现象，提升系统的稳定性。

3 变电站无功补偿设备运行维护策略分析

以上内容表明，变电站无功补偿设备在现代电力系统中发挥着重要的作用，相关部门务必要提高对其定期维护的重视程度，为了实现变电站无功补偿设备的稳定运行，可以采用以下几种方法。

3.1 严格监控运行电流、电压、温度

在系统运行过程中，要严格控制电容器的运行电压、电流和温度，一旦发现电容器周围的电场强度过大，务必要采取相应措施进行及时处理，以免变电站系统运行受到不同程度的影响。总之，有效控制电容器的运行电压、电流和温度具有十分重要的意义。

对电容器的运行电压、电流、温度的监控务必要建立在国家相关电容器的规章制度上，不能随意对其进行更改，保证电容器组安全稳定地运行。如果电容器运行在电场强度大的环境中，则其运行温度势必会有所升高，此时应该采取措施降低电容器的运行温度。

3.2 严格控制谐波和继电保护

无功功率补偿装置的应用主要是为了确保电力系统处于一个安全、高效、稳定的运行环境中。如果不能正确使用无功补偿设备，整个电力系统中的电力设备将会受到不同程度的损坏。比如，电容器被谐波电流直接补偿，造成系统谐波过度振荡，致使诸如继电器、接触器、自动开关等供电设备受损。所以，变电站无功补偿设备的正常运行务必要建立在正确使用无功补偿设备的基础上，注重对谐波和继电保护的控制[2]。相关的工作人员应该定期对电器件进行检查和维修，谐波每一年都要进行相应的测量，如果发现测量值有问题，应立即采取相应措施进行及时处理。为了尽早发现继电保护装置的故障问题，相关工作人员应实施对继电保护装置的定期或不定期监测，延长继电保护装置的使用寿命。

3.3 制定无功设备运行及维护规章制度

为了提高无功补偿设备的运行维护效果，应该制定完善的运行维护制度，相关规章制度的制定可以着重考虑下面几点：（1）值班人员要如实记录无功补偿设备的运行情况。（2）定期检查无功补偿设备，及时发现设备存在的安全隐患。（3）定期对电容器和熔断器进行检查和维修，如果发现设备出现问题，应立即采取相关措施进行及时补救，以免影响到系统的运行。

3.4 定期进行巡视检查

电容器是无功补偿装置中的核心部件，相关电力部门应该派专业人员对其进行定期检查和维修，遇到小故障，应该立即解决，大故障立即退出运行，以免造成系统故障。检查方式主要有正常巡视检查和特殊巡视检查两种，正常巡视检查工作人员主要检查电容器接头、放电线圈、连接线等基础部件，白天和晚上都要进行多次检查；与正常巡视检查相比，特殊巡视检查次数较多，主要对自然灾害、环境温度、运行状况等方面进行着重检查。

4 结语

综合以上内容的分析，可以确定电力企业应当注意加强变电站无功补偿设备维护的研究和维护，使变电站无功补偿设备有效运行，如此才能使其可以就地补偿电力系统的无功功率，使电力系统安全、稳定、高效地运行。因此，通过制定无功设备运行及维护规章制度、严格控制谐波和继电保护、严格监控运行电流、电压、温度等措施的实施来维护变电站无功补偿设备，使其高效运行是非常必要的。

参考文献

[1]肖毅.关于变电站无功补偿设备运行维护策略的研究[J].科技创新导报，2014（2）：71-72.

[2]谢浩南.浅谈变电站无功补偿设备的运行维护[J].科技与创新，2014（16）：67-70.

[3]沈晓峰，蔡斌，陆敏安.配电站无功补偿设备管理体系建设[J].华东电力，2011（2）：54-56.