浅谈变电站无功补偿设备的运行维护

谢浩南

摘 要：当电力系统无功功率未能满足供应需求时，变电设备就难以使无功功率得到保障，从而难以提供自身正常工作时必要的电磁场，最终，变电设备不能按照额定条件继续工作，引发故障问题。基于此，主要将变电站无功补偿概念作为阐述视角，提出变电站无功补偿设备的运维策略，以供业界人士参考。

关键词：变电站；无功补偿；无功功率；运维策略

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0067-02

电力系统的无功功率运行状态需要电压与流转电流间形成90°角的相位差，从而才能使电能转化为其他的输出形式。但是，无功功率进行长距离输送会使总的有功功率损耗增大，进而影响电力系统全网的运行效益，并增大电网安全运行隐患。因此，对电力系统无功功率进行就地补偿是十分必要的。基于此，强化变电站无功补偿设备的运维管理策略意义重大，值得供电企业予以高度重视。

1 无功补偿概念表述

1.1 无功补偿

无功补偿强调的是，通过在负荷端安装无功电源提供感性负载所消耗的无功功率，减少无功功率在电力系统中的流动，降低因输送无功功率造成的电能损耗，进而实现可观的社会效益。比如，通过设置电容、同步或异步电动机、调相机等来提高电网安全运行水平。通俗的讲，无功补偿的原理为：在通过电感或电容产生感应电动势的电路中，电感磁场或电容电场在同一时间段内从电源吸收而来的电能，与另一周期内的电源返回电量相等。此时，电能在一来一往的过程中，其平均功率等于零，即能量消耗为零。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率被称为“无功功率”。

1.2 无功补偿的配置原则

无功补偿的配置原则为：①以节约电能作为首要配置原则和实施基础；②电力系统和各级用户都应提高功率因素，依据无功功率来分层、分区，便于调整电压，并借助无功补偿设施和调压设备。常规而言，无功补偿的主要方式有变电补偿、配网补偿、追踪补偿和随机补偿等。

2 变电站无功补偿设备运维策略研究

2.1 需严格监测电流、电压和温度

在能够有效保障变电设备运行效益最大化的前提下，应通过监控系统对电容器运作的电压条件、电流稳定状况和温度条件进行监控。通常，在额定电压下，周围感应电动势较强，电场强度大，一旦电压超脱设备正常运行的额定电压值，就可能出现一些故障问题。因此，对于电容器的选择要着重考虑其是否满足额定电压的工作要求，同时，其电容型号应与系统工作的电压曲线相符。此外，还要尽量将电容差值相对较小的电容串联在同一组中，从而保障电容器的电压值能够在额定范围内。如果电压值异常，可结合电压曲线图进行分析，一旦超越其最大上限，则需要及时退出电容。对于经过电容的电流值，国家规定其为额定电流的1.3倍，而三相电电流也要控制其流经电流差在此1.3倍的5%基数内运行。也就是说，电容器虽然有负荷运行标准，但超负运行状态居多，因而电容器绝缘介质通常在电场强度较高的条件下完成自身运行作业，其连续负荷运行时务必要及时监测其内部温度和电流情况。一般情况下，绝缘介质内部温度需要控制在65 ℃以下，并避免长期连续运行。

2.2 重视谐波和继电保护

当无功功率设备补偿投产运行后，谐波电流经过电容器予以直接补偿后往往会导致其自身谐波过大，进而引起电容器本身、继电器、开关等电器元件发生故障。此外，变电站谐波也与并联电容的运作情况有关，即电容器在使谐波电流增大时，除引起常规电器元件损坏外，还可能引发严重的谐振现象，从而大幅降低设备的使用年限，出现箱壳隆鼓、内部熔炼等现象，严重时甚至会出现火灾等重大事故。因此，为确保变电站供电、用户用电安全，实现持续化、效益化可靠用电，在变电站无功补偿设备运作时，应加强对谐波的密切关注，定期检查设备各类元件是否处于健康运行状态，通过检查，及时发现问题，并有针对性地采取解决措施。

2.3 健全无功设备运行、维护的规章制度

变电站应针对无功补偿设备制订相关的运行、维护规章制度，并确保该规章制度能够满足实际运行的工作需求。此外，变电站值班巡维人员应全面、彻底地对电容器组进行检查，一旦发现箱壳膨鼓，立即停运。定期或不定期地组织巡维人员对设备外壳、支架等进行清理，同时，应确保支架牢固并无异常变形，并确保支柱绝缘介质无腐蚀。一旦发现电容器组中各元器件接头不牢靠，应按照无功补偿设备机制中相关规范内容进行处理。电容器组在运行期间，一旦发生开关跳闸报警状况，应尽可能缩小故障原因范畴，待查明原因后，及时进行处理。故障处理后，及时记录有关巡维日志。需要注意的是，将电容器组逐个进行多次放电后，才能进行相关运维工作。

2.4 无功设备运行、维护的开展要规范

在组织运行、维护的巡视活动时，应针对电容器组设备设立常规巡视和特殊巡视管理机制。

2.4.1 常规巡视

在进行常规巡视时，应根据常规巡视周期对无功设备进行巡视，并且在夜间要加强巡维活动。常规巡视内容为：检查电容器自身、端接头、放电线圈、支架、外壳等部分，并重点检查设备是否有异常声响；在夜间巡视时，则需要对绝缘子及套管等进行巡查，以检查其是否有放电、污闪等现象。

2.4.2 特殊巡视

对于特殊巡视，应着重巡视以下几方面：①加强温度监测，确保温度满足电容器设备运行需求；②遇到特殊天气，比如雷雨、大雾等时，应加强检查放电器的运行情况；③在检查接地系统时，要重点检查谐波有无出现异常；④在法定节假日应按照上级指令增加巡维次数。

摘 要：当电力系统无功功率未能满足供应需求时，变电设备就难以使无功功率得到保障，从而难以提供自身正常工作时必要的电磁场，最终，变电设备不能按照额定条件继续工作，引发故障问题。基于此，主要将变电站无功补偿概念作为阐述视角，提出变电站无功补偿设备的运维策略，以供业界人士参考。

关键词：变电站；无功补偿；无功功率；运维策略

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0067-02

电力系统的无功功率运行状态需要电压与流转电流间形成90°角的相位差，从而才能使电能转化为其他的输出形式。但是，无功功率进行长距离输送会使总的有功功率损耗增大，进而影响电力系统全网的运行效益，并增大电网安全运行隐患。因此，对电力系统无功功率进行就地补偿是十分必要的。基于此，强化变电站无功补偿设备的运维管理策略意义重大，值得供电企业予以高度重视。

1 无功补偿概念表述

1.1 无功补偿

无功补偿强调的是，通过在负荷端安装无功电源提供感性负载所消耗的无功功率，减少无功功率在电力系统中的流动，降低因输送无功功率造成的电能损耗，进而实现可观的社会效益。比如，通过设置电容、同步或异步电动机、调相机等来提高电网安全运行水平。通俗的讲，无功补偿的原理为：在通过电感或电容产生感应电动势的电路中，电感磁场或电容电场在同一时间段内从电源吸收而来的电能，与另一周期内的电源返回电量相等。此时，电能在一来一往的过程中，其平均功率等于零，即能量消耗为零。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率被称为“无功功率”。

1.2 无功补偿的配置原则

无功补偿的配置原则为：①以节约电能作为首要配置原则和实施基础；②电力系统和各级用户都应提高功率因素，依据无功功率来分层、分区，便于调整电压，并借助无功补偿设施和调压设备。常规而言，无功补偿的主要方式有变电补偿、配网补偿、追踪补偿和随机补偿等。

2 变电站无功补偿设备运维策略研究

2.1 需严格监测电流、电压和温度

在能够有效保障变电设备运行效益最大化的前提下，应通过监控系统对电容器运作的电压条件、电流稳定状况和温度条件进行监控。通常，在额定电压下，周围感应电动势较强，电场强度大，一旦电压超脱设备正常运行的额定电压值，就可能出现一些故障问题。因此，对于电容器的选择要着重考虑其是否满足额定电压的工作要求，同时，其电容型号应与系统工作的电压曲线相符。此外，还要尽量将电容差值相对较小的电容串联在同一组中，从而保障电容器的电压值能够在额定范围内。如果电压值异常，可结合电压曲线图进行分析，一旦超越其最大上限，则需要及时退出电容。对于经过电容的电流值，国家规定其为额定电流的1.3倍，而三相电电流也要控制其流经电流差在此1.3倍的5%基数内运行。也就是说，电容器虽然有负荷运行标准，但超负运行状态居多，因而电容器绝缘介质通常在电场强度较高的条件下完成自身运行作业，其连续负荷运行时务必要及时监测其内部温度和电流情况。一般情况下，绝缘介质内部温度需要控制在65 ℃以下，并避免长期连续运行。

2.2 重视谐波和继电保护

当无功功率设备补偿投产运行后，谐波电流经过电容器予以直接补偿后往往会导致其自身谐波过大，进而引起电容器本身、继电器、开关等电器元件发生故障。此外，变电站谐波也与并联电容的运作情况有关，即电容器在使谐波电流增大时，除引起常规电器元件损坏外，还可能引发严重的谐振现象，从而大幅降低设备的使用年限，出现箱壳隆鼓、内部熔炼等现象，严重时甚至会出现火灾等重大事故。因此，为确保变电站供电、用户用电安全，实现持续化、效益化可靠用电，在变电站无功补偿设备运作时，应加强对谐波的密切关注，定期检查设备各类元件是否处于健康运行状态，通过检查，及时发现问题，并有针对性地采取解决措施。

2.3 健全无功设备运行、维护的规章制度

变电站应针对无功补偿设备制订相关的运行、维护规章制度，并确保该规章制度能够满足实际运行的工作需求。此外，变电站值班巡维人员应全面、彻底地对电容器组进行检查，一旦发现箱壳膨鼓，立即停运。定期或不定期地组织巡维人员对设备外壳、支架等进行清理，同时，应确保支架牢固并无异常变形，并确保支柱绝缘介质无腐蚀。一旦发现电容器组中各元器件接头不牢靠，应按照无功补偿设备机制中相关规范内容进行处理。电容器组在运行期间，一旦发生开关跳闸报警状况，应尽可能缩小故障原因范畴，待查明原因后，及时进行处理。故障处理后，及时记录有关巡维日志。需要注意的是，将电容器组逐个进行多次放电后，才能进行相关运维工作。

2.4 无功设备运行、维护的开展要规范

在组织运行、维护的巡视活动时，应针对电容器组设备设立常规巡视和特殊巡视管理机制。

2.4.1 常规巡视

在进行常规巡视时，应根据常规巡视周期对无功设备进行巡视，并且在夜间要加强巡维活动。常规巡视内容为：检查电容器自身、端接头、放电线圈、支架、外壳等部分，并重点检查设备是否有异常声响；在夜间巡视时，则需要对绝缘子及套管等进行巡查，以检查其是否有放电、污闪等现象。

2.4.2 特殊巡视

对于特殊巡视，应着重巡视以下几方面：①加强温度监测，确保温度满足电容器设备运行需求；②遇到特殊天气，比如雷雨、大雾等时，应加强检查放电器的运行情况；③在检查接地系统时，要重点检查谐波有无出现异常；④在法定节假日应按照上级指令增加巡维次数。

摘 要：当电力系统无功功率未能满足供应需求时，变电设备就难以使无功功率得到保障，从而难以提供自身正常工作时必要的电磁场，最终，变电设备不能按照额定条件继续工作，引发故障问题。基于此，主要将变电站无功补偿概念作为阐述视角，提出变电站无功补偿设备的运维策略，以供业界人士参考。

关键词：变电站；无功补偿；无功功率；运维策略

中图分类号：TM714.3 文献标识码：A 文章编号：2095-6835（2014）16-0067-02

电力系统的无功功率运行状态需要电压与流转电流间形成90°角的相位差，从而才能使电能转化为其他的输出形式。但是，无功功率进行长距离输送会使总的有功功率损耗增大，进而影响电力系统全网的运行效益，并增大电网安全运行隐患。因此，对电力系统无功功率进行就地补偿是十分必要的。基于此，强化变电站无功补偿设备的运维管理策略意义重大，值得供电企业予以高度重视。

1 无功补偿概念表述

1.1 无功补偿

无功补偿强调的是，通过在负荷端安装无功电源提供感性负载所消耗的无功功率，减少无功功率在电力系统中的流动，降低因输送无功功率造成的电能损耗，进而实现可观的社会效益。比如，通过设置电容、同步或异步电动机、调相机等来提高电网安全运行水平。通俗的讲，无功补偿的原理为：在通过电感或电容产生感应电动势的电路中，电感磁场或电容电场在同一时间段内从电源吸收而来的电能，与另一周期内的电源返回电量相等。此时，电能在一来一往的过程中，其平均功率等于零，即能量消耗为零。为建立交变磁场和感应磁通而需要的电功率被称为“无功功率”。

1.2 无功补偿的配置原则

无功补偿的配置原则为：①以节约电能作为首要配置原则和实施基础；②电力系统和各级用户都应提高功率因素，依据无功功率来分层、分区，便于调整电压，并借助无功补偿设施和调压设备。常规而言，无功补偿的主要方式有变电补偿、配网补偿、追踪补偿和随机补偿等。

2 变电站无功补偿设备运维策略研究

2.1 需严格监测电流、电压和温度

在能够有效保障变电设备运行效益最大化的前提下，应通过监控系统对电容器运作的电压条件、电流稳定状况和温度条件进行监控。通常，在额定电压下，周围感应电动势较强，电场强度大，一旦电压超脱设备正常运行的额定电压值，就可能出现一些故障问题。因此，对于电容器的选择要着重考虑其是否满足额定电压的工作要求，同时，其电容型号应与系统工作的电压曲线相符。此外，还要尽量将电容差值相对较小的电容串联在同一组中，从而保障电容器的电压值能够在额定范围内。如果电压值异常，可结合电压曲线图进行分析，一旦超越其最大上限，则需要及时退出电容。对于经过电容的电流值，国家规定其为额定电流的1.3倍，而三相电电流也要控制其流经电流差在此1.3倍的5%基数内运行。也就是说，电容器虽然有负荷运行标准，但超负运行状态居多，因而电容器绝缘介质通常在电场强度较高的条件下完成自身运行作业，其连续负荷运行时务必要及时监测其内部温度和电流情况。一般情况下，绝缘介质内部温度需要控制在65 ℃以下，并避免长期连续运行。

2.2 重视谐波和继电保护

当无功功率设备补偿投产运行后，谐波电流经过电容器予以直接补偿后往往会导致其自身谐波过大，进而引起电容器本身、继电器、开关等电器元件发生故障。此外，变电站谐波也与并联电容的运作情况有关，即电容器在使谐波电流增大时，除引起常规电器元件损坏外，还可能引发严重的谐振现象，从而大幅降低设备的使用年限，出现箱壳隆鼓、内部熔炼等现象，严重时甚至会出现火灾等重大事故。因此，为确保变电站供电、用户用电安全，实现持续化、效益化可靠用电，在变电站无功补偿设备运作时，应加强对谐波的密切关注，定期检查设备各类元件是否处于健康运行状态，通过检查，及时发现问题，并有针对性地采取解决措施。

2.3 健全无功设备运行、维护的规章制度

变电站应针对无功补偿设备制订相关的运行、维护规章制度，并确保该规章制度能够满足实际运行的工作需求。此外，变电站值班巡维人员应全面、彻底地对电容器组进行检查，一旦发现箱壳膨鼓，立即停运。定期或不定期地组织巡维人员对设备外壳、支架等进行清理，同时，应确保支架牢固并无异常变形，并确保支柱绝缘介质无腐蚀。一旦发现电容器组中各元器件接头不牢靠，应按照无功补偿设备机制中相关规范内容进行处理。电容器组在运行期间，一旦发生开关跳闸报警状况，应尽可能缩小故障原因范畴，待查明原因后，及时进行处理。故障处理后，及时记录有关巡维日志。需要注意的是，将电容器组逐个进行多次放电后，才能进行相关运维工作。

2.4 无功设备运行、维护的开展要规范

在组织运行、维护的巡视活动时，应针对电容器组设备设立常规巡视和特殊巡视管理机制。

2.4.1 常规巡视

在进行常规巡视时，应根据常规巡视周期对无功设备进行巡视，并且在夜间要加强巡维活动。常规巡视内容为：检查电容器自身、端接头、放电线圈、支架、外壳等部分，并重点检查设备是否有异常声响；在夜间巡视时，则需要对绝缘子及套管等进行巡查，以检查其是否有放电、污闪等现象。

2.4.2 特殊巡视

对于特殊巡视，应着重巡视以下几方面：①加强温度监测，确保温度满足电容器设备运行需求；②遇到特殊天气，比如雷雨、大雾等时，应加强检查放电器的运行情况；③在检查接地系统时，要重点检查谐波有无出现异常；④在法定节假日应按照上级指令增加巡维次数。