探析变电站无功补偿设备运行维护

马璐瑶

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;设备;运行维护

1无功补偿相关概念

1.1无功补偿技术

保证电力系统中无功功率分配平衡的要求是系统无功电源所消耗的无功功率大于或等于负载设备消耗的无功功率与电网无功功率损耗之和。无功补偿技术就是在电力系统中缺少无功功率的地方就近进行补偿，使电网电压稳定运行。最方便易行的方法就是安装无功补偿设备，其作用主要有：降低变电站设备容量，减少电网线路中的无功功率损耗;稳定用户电压，提高电能质量和电力系统稳定性;平衡变电站三相电能有功功率和无功负荷。

1.2无功补偿配置原则

电力系统中无功补偿配置需要做到科学、合理，如此才能够使无功补偿设备为电力系统补偿无功功率，促进电力系统安全、稳定运行。当然，实现无功补偿配置科学、合理，需要遵循以下原则：①节约电能原则。因为无功补偿过程以无能量消耗为主，这就要求无功补偿配置注意节约电能，如此才能促使无功补偿可以在电力系统运行中充分发挥作用。②强化电力系统及用户的功率因素。之所以要求无功补偿配置过程中强化电力系统及用户的功率因素，主要是为了更好的调整电压，使无功补偿设备和调压设备可以高效运用，为有效补偿电力系统无功功率创造条件。

1.3无功补偿类型和装置

1.3.1电容器和滤波器

应用最早的无功补偿方式是安装并联电容器和LC无源滤波器，这种模式设备简单、安装操作方便，除了能对电网中的无功功率进行补偿外，还可以有效抑制谐波的产生，因此在早期的无功补偿技术中是应用最广泛的类型。但随着变电站等级的提升，人们发现并联电容器和LC无源滤波器受到电网阻抗特性以及运行状态的影响越来越大，设备间常出现并联谐振现象，虽然能有效抑制谐波，但谐波电流也相应增大，电容很可能被击穿;同时这种模式对无功功率的补偿无法实现无级连续调节，一旦电网电压出现陡升或陡降，通过并联电容的电流也会随之大幅度变化，导致补偿的无功功率不稳定，因此如今这种模式只应用于固定频率或静态无功功率的补偿中。

1.3.2同步调相机

同步调相机也是较早应用于变电站无功补偿的装置，它与空载同步发电机的作用相同。当电力系统过励磁运行时，它就是一个无功电源，为系统提供无功功率，保证电压稳定;当系统欠励磁运行时，它又变成了一个负载设备，消耗电力系统中多余的无功功率，保证电压稳定。

为了保证装置实现无级平滑调节，通常为同步调相机增加一个自动励磁调节装置，这样电力系统的电压升降对无功功率的分配就不會有显著影响，即使系统出现电力故障，也能保证电网电压的稳定性。同步调相机缺点是设备庞大，噪声较大，有功损耗，不利于运行维护，目前同步调相机只出现在一些电网容量大的变电站场合中。

1.3.3静止补偿器

这类补偿装置是如今电网无功补偿的主流设备，主要包括静止无功补偿器和静止同步补偿器两种类型。静止无功补偿器是由电抗器与电容器并联组成的补偿装置，电抗器由可控硅晶闸管来控制开关，能跟随快速移动的负荷迅速变动，实现无级调节无功功率大小、方向的目的，运行可靠性较高，缺点是晶闸管本身是不可控的，补偿能力被削弱，没有很好地解决谐波问题，若设备过多，还可能引起系统振荡。静止同步补偿器较好地解决了上述问题，它采用的是新一代的晶体管和晶闸管，能自主控制开关动作，其调节控制速度显著加快，能显著提升电力系统稳定性。

2变电站无功补偿设备的运行维护策略

2.1严格监控运行电流、电压、温度

之所以对电容器的运行电压、电流、温度进行严格的、密切的控制，主要是避免变电站在正常运行的过程中，若出现电容器的电场强度增大，将会使电压偏离额定电压值，相应的变电站就会受到影响。所以，有效控制电容器的运行电压、电流、温度是非常必要的。对于电容器的运行电压、电流、温度的严格监控是根据国家规定标准来控制电容器组，促使电容器组可以安全稳定的运行。如若电容器的绝缘介质是在较强的电场中运行，则需要对电容器的温度予以控制，降低其温度。

2.2严格控制谐波和继电保护

无功功率补偿装置的应用效果，可以促使电力系统安全、稳定高效的运行。但无功补偿设备若应用不佳，将会导致电力系统中的电力设备损坏。如谐波电流被电容器直接补偿，进而引起谐波过大，将会导致自动开关、接触器、继电器等供电设备受损。因此，为了保证变电站无功补偿设备可正常、有效运行，加强谐波和继电保护控制也是非常必要的。相关工作人员应当每年测量一次谐波，并定期检查相关器件，以此来确定谐波是否异常，如若异常将采取适合的措施加以处理和控制。而对继电保护装置的严格控制，应当定期或不定期的开展监测工作，及时查找出继电保护装置是否存在故障，以此来保障继电护护装置长时间有效应用。

2.3制定无功设备运行及维护规章制度

确保变电站无功补偿设备运行维护效果良好，应当制定相应的规章制度，使其对设备运行维护工作予以约束，提高无功补偿设备运行维护效果。无功设备运行及维护规章制度的制定应注意以下几方面。其一，值班人员要如实记录无功补偿设备的运行情况。其二，定期检查无功补偿设备，及时发现设备存在的安全隐患。其三，对电容器电容和熔断器进行检查，根据相关标准来确定设备是否存在不足，进而对其予以有效优化。

结语

总而言之，变电站电力系统无功功率得不到满足，很可能引发故障问题发展。主要是电力系统无功功率不足，将无法保障变电设备的无功功率，那么变电设备将无法为自身正常工作提供必要的电磁场，这将会影响变电设备的正常应用，致使故障问题发生。所以，注意变电站无功补偿设备运行维护是非常必要的，确保电力系统无功功率得到满足。

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（02）.

[2]陈凯.变电站低压无功补偿配置原则的探讨[J].内蒙古水利，2004（03）.