STATCOM系统运行维护探讨

肖丹华 邹明

摘要：STATCOM系统作為一种新型无功调节方式，比传统电容电抗调节无功更快速，更便捷，投产后能更有效地降低电网电压失稳风险，抑制电网电压闪变，使电网发生故障后更迅速地恢复电压。文章就STATCOM系统阀组的日常巡视维护及故障分析处理等方面作简要介绍，展示了STATCOM系统运行管理时要特别关注的一些细节。

关键词：STATCOM，电压失稳，电压闪变，巡视维护，故障分析

目前电网结构灵活多变，交直流混联运行，受端交流系统的故障可能导致多回直流同时换相失败，威胁系统安全。除此之外，厂站内发生单相短路或三相短路导致电压失稳时，如果故障后保护、开关拒动，而且值班人员处置不及时，就会有造成重大电网事故的风险。STATCOM投产后能有效地降低电网电压失稳风险，抑制电网电压闪变，使电网发生故障后更迅速地恢复电压。但是STATCOM结构比较复杂，耗电量更大，因此，为了保证STATCOM系统正常运行，消除其安全隐患是非常有必要的，这就需要为STATCOM系统制定日常运行维护及事故处理措施。本文介绍了STATCOM系统重要组成部分的日常运维项目及常见的事故处理。

1 STATCOM原理

1.1基本原理

STATCOM核心是一种静止无功发生装置，基本原理是将自换相桥式电路通过电抗器并联在电网上，调节桥式电路交流侧输出电压的相位和幅值，使装置吸收或者发出满足要求的无功电流，实现无功动态补偿的目的。原理示意如下图所示，其中直流侧为储能电容，为装置提供直流电压支撑。

装置输出的交流电压的大小、频率和相位，可以通过控制逆变桥中可关断器件的驱动脉冲进行控制。

1.2装置组成

STATCOM装置主要由换流链、启动回路、水冷系统和控制保护系统组成，如下图所示。换流链和启动回路组成主电路拓扑，由三相阀塔、连接电抗器、软起电阻、旁路断路器、接地开关、避雷器、隔离开关和罐式断路器组成。

2 STATCOM系统阀组巡视

2.1日常巡视

（1）在阀组室外，有无异常的振动、声响、气味、冒烟;

（2）观察阀组室内的情况。阀组室内照明应正常，地面无积水和异物，设备无放电、冒烟、过热变色;

（3）查看阀组室每个功率单元的状态是否正常，直流电压是否正常，运行/停止状态是否正常，有无报警和故障;

（4）进出阀的温度、压力、和流量等是否正常;

（5）阀组室空调是否工作正常，室内温度范围在10-35摄氏度。

2.2特殊巡视

（1）发生单元故障，更换单元后各单元状态是否正常，水冷系统压力等是否正常;

（2）满容量运行时，水冷系统水温是否正常，室外引线接头有无过热、变色现象;

（3）经过检修、改造、试验或停运半年以上重新投入系统运行后检查冷却水电导率是否正常;对阀组进行充电，检查单元充电电压是否正常。

3 STATCOM系统异常运行与事故处理

（1）如果装置内发出异常声响，排风口处没有出风或风量比平时偏小，则应立即停机检查并更换风扇，当装置出现异味（特别是臭氧味）时，应立即通知厂家处理。

（2）运行后应每年安排一次计划停机，并打开一个功率单元抽检电容，如果其中任何一个电容出现电解质泄露、安全阀冒出或电容主体发生膨胀时，应立即通知厂家进行处理。

（3）进出阀水温升高过快，应检查风机及空调等设备运行情况;

（4）水冷系统液位降低较明显，应将装置停运并检查是否有漏水现象;

（5）阀组发生故障时，需先检查阀组是否短路，如果短路，更换相应模块。

4 STATCOM系统控制柜常见故障维护

在STATCOM系统运行过程中，系统控制柜会出现各种故障信息情况，运维人员根据故障信息迅速判断并及时处理，能够快速保证系统的稳定运行。一般常见故障有配置故障、板卡故障、同步故障和通讯故障。

（1） 配置故障。如果系统检测到配置故障，系统将禁止启动，上机位弹出“故障”窗口，显示“XX板卡配置故障”。此时应检查控制柜内通信光纤是否牢固，板卡是否松动，柜体的上电顺序是否正确。可尝试关闭系统控制柜或装置控制柜电源，按要求上电。

（2） 板卡故障。如果系统检测到板卡故障，应检查控制柜内通信光纤是否牢固，板卡是否松动，同步光纤信号是否牢固。

（3） 同步故障。如果系统检测到同步信号丢失故障，系统会进行闭锁，控制系统窗口弹出“同步故障”或“频率故障”或“PT断线”，应检查控制柜内插头、插座及接线是否松动，PT进线是否连接牢固。使用万用表测量PT信号是否正常。

（4） 通讯故障。如果装置控制柜接收不到系统控制柜的数据则报通信故障，系统控制柜也会报通信故障，应检查控制柜内的光纤是否松动，装置控制柜或系统控制柜是否死机。

以上故障根据程序处理排除后，如仍有故障信息，则考虑板卡本身损坏或光纤损坏，应联系厂家进行更换板卡或光纤。

4 结语

STATCOM作为现在无功补偿最先进的设备，原理、结构复杂，其监控、水冷系统等辅助设备技术新，工程投产后实际运维经验有待积累。针对于此，运维人员需要从历史问题记录、运行日志、运行缺陷库、应急响应、设备状态评估等方面进行努力，不断完善STATCOM的运行维护项目，以保证其安全稳定运行。

参考文献

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[2]广东电网电气操作导则[S].

[3]沈斐，王娅岚，刘文华等.大容量STATCOM主电路结构的分析和比较[J].电力系统自动化，2003，27（8）：59-65.