变电站无功补偿设备运行维护策略研讨

武海霖

摘 要：在电力系统中，变电站中含有大量的非线性电力电子装置，电力系统中无功和谐波的问题也逐渐明显。大量大功率的电力电子设备运行时，会消耗大量的有功功率，还要吸收大量的无功功率，会导致电力系统出现电压波动、三相不平衡等现象。谐波的产生会降低电网供电的电能质量，还会在很大程度上降低电网的安全性和可靠性。因此，无功补偿以及谐波治理措施就显得尤为重要，无功补偿装置应运而生，在提高电网供电电能的质量以及可靠性有着重要意义。目前，主要使用的是无功补偿的方式，这样不仅可以减少电能的损耗，同时也减少了相应的成本，更好的提升了电能传输的质量。此外，要对无功补偿设备的运行、维护管理进行重点关注，如果没有得到相应的维护，不仅达不到无功补偿，还降低了能耗，电力系统会对电能的传输造成干扰。以下将对变电站无功补偿设备的运行维护策略进行分析，更好的促进变电站无功补偿设备安全稳定运行。

关键词：变电站;无功补偿;运行维护策略

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。然而，我国电力时期的发展相对比较晚，虽然发展的相对比较快，但是在其中还是存在一些问题。例如，变电站中经常会存在供电电压质量较差、功率的因数比较低及不合理的分配无功功率等情况。因此，我们要对运行中出现的问题，研究出有效的维护策略并对此加以完善，避免会出现安全问题。

1 无功补偿概念

1.1 无功补偿原理

无功补偿主要是利用在负荷端配置适当的无功电源，为负载提供无功功率，减少无功功率在电力系统中的流动，降低输送过程中因无功功率造成的电能损耗，提高输送效率。例如，通过对电容等设备的相关设置，进而提高电网稳定运行水平。无功补偿的主要原理是：在电路中通过利用电容和电感产生感应电动势、电容电场以及电感磁场，使一段时间内从电源吸收来的电能与电源返回电量相等。同时，电能在传递的过程中，平均的功率等于零，即能量消耗是零。因此，为建立感应磁通以及交变磁场，所需要的电功率就叫做“无功功率”。

1.2 无功补偿技术

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。

2 变电站无功补偿设备装置

2.1 同步调相机

同步调相机工作原理与空载同步发电机比较类似，主要是使用在早期的变电站无功补偿装置中。在电力系统中，如果处于过励磁运行的现象，同步调相机可能会被看做是一个提供无功功率的无功电源，使系统的电压维持在制定的范围之内;电力系统處于欠励磁的现象，那么同步调相机就是一个多余的负载设施，这样可以使系统的电压比较稳定。同步调相机的特点有损耗量较大、工作噪声大、设备的体积也较大，这些特征给系统的运行及维护造成不便。

2.2 静止补偿器

静止补偿器目前是最常用的无功补偿设备，主要分为静止无功补偿和静止同步补偿两种类别。静止无功补偿器是通过并联电容器和电抗器，可控硅晶闸管是电抗器的控制开关，对无功功率的具体方向及大小进行有效的调整，更好的提升系统中运行的速度，硅晶闸管自身存在了一定的不足，那就是不能从实际的角度来解决谐波震荡问题，甚至会造成整个系统出现不稳定的现象。静止同步补偿主要使用的是新型的晶体管，对可控性的开关加以实现，对谐波震荡现象加以改善，提升系统的稳定性。

2.3 滤波器和电容器

最早的无功补偿技术是依靠并联电容器和LC滤波器，就有结构简单、经济方便等优点，不仅能无功功率补偿，对抑制谐波也有一定的作用，所以这种无功补偿技术在国内外得到了广泛应用。但是，随着变电站设备电压等级的提高，电容器和LC滤波器会受电网阻抗性的影响，设备之间经常会出现并联谐振的情况，尽管可以对谐波进行控制，但是谐波电流比较大，电容容易被击穿。同时，无功功率补偿也不能实现连续调节，倘若电网电压出现陡升或陡降，通过并联电容的电流也会随之发生改变，导致无功功率的补偿不稳定。因此，这种补偿方式现在仅主要适用于静态无功功率补偿。

3 变电站无功补偿设备运行维护策略研究

3.1 对电流、温度及电压严格的监测

为了了解好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。

3.2 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。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。

3.3 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。

3.4 无功设备运行、维护的开展要规范

3.4.1 常规巡视

测井被喻为地质家的“眼睛”，是认识和识别油气层的重要手段。换句话说，就是通过声、电、核磁等技术手段与地层进行对话，听懂地层深处的语言—测井曲线。

3.4.2 特殊巡视

特殊巡视主要从以下几个方面进行：（1）对温度监测要进行加强，保证环境温度可以满足无功设备的正常运行;（2）如果遇到天气特殊的情况，比如雷电、大雾等天气过后，要对放电装置的运行情况进行重点检查;（3）检查接地系统时，要对是否存在异常谐波进行重点检查;（4）如果出现其他突发状况，如果有必要应该增加巡查的次数。

4 结束语

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。