淺談變電站無功補償設備的運行維護

謝浩南

摘 要：當電力系統無功功率未能滿足供應需求時，變電設備就難以使無功功率得到保障，從而難以提供自身正常工作時必要的電磁場，最終，變電設備不能按照額定條件繼續工作，引發故障問題。基于此，主要將變電站無功補償概念作為闡述視角，提出變電站無功補償設備的運維策略，以供業界人士參考。

關鍵詞：變電站；無功補償；無功功率；運維策略

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0067-02

電力系統的無功功率運行狀態需要電壓與流轉電流間形成90°角的相位差，從而才能使電能轉化為其他的輸出形式。但是，無功功率進行長距離輸送會使總的有功功率損耗增大，進而影響電力系統全網的運行效益，并增大電網安全運行隱患。因此，對電力系統無功功率進行就地補償是十分必要的。基于此，強化變電站無功補償設備的運維管理策略意義重大，值得供電企業予以高度重視。

1 無功補償概念表述

1.1 無功補償

無功補償強調的是，通過在負荷端安裝無功電源提供感性負載所消耗的無功功率，減少無功功率在電力系統中的流動，降低因輸送無功功率造成的電能損耗，進而實現可觀的社會效益。比如，通過設置電容、同步或異步電動機、調相機等來提高電網安全運行水平。通俗的講，無功補償的原理為：在通過電感或電容產生感應電動勢的電路中，電感磁場或電容電場在同一時間段內從電源吸收而來的電能，與另一周期內的電源返回電量相等。此時，電能在一來一往的過程中，其平均功率等于零，即能量消耗為零。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率被稱為“無功功率”。

1.2 無功補償的配置原則

無功補償的配置原則為：①以節約電能作為首要配置原則和實施基礎；②電力系統和各級用戶都應提高功率因素，依據無功功率來分層、分區，便于調整電壓，并借助無功補償設施和調壓設備。常規而言，無功補償的主要方式有變電補償、配網補償、追蹤補償和隨機補償等。

2 變電站無功補償設備運維策略研究

2.1 需嚴格監測電流、電壓和溫度

在能夠有效保障變電設備運行效益最大化的前提下，應通過監控系統對電容器運作的電壓條件、電流穩定狀況和溫度條件進行監控。通常，在額定電壓下，周圍感應電動勢較強，電場強度大，一旦電壓超脫設備正常運行的額定電壓值，就可能出現一些故障問題。因此，對于電容器的選擇要著重考慮其是否滿足額定電壓的工作要求，同時，其電容型號應與系統工作的電壓曲線相符。此外，還要盡量將電容差值相對較小的電容串聯在同一組中，從而保障電容器的電壓值能夠在額定范圍內。如果電壓值異常，可結合電壓曲線圖進行分析，一旦超越其最大上限，則需要及時退出電容。對于經過電容的電流值，國家規定其為額定電流的1.3倍，而三相電電流也要控制其流經電流差在此1.3倍的5%基數內運行。也就是說，電容器雖然有負荷運行標準，但超負運行狀態居多，因而電容器絕緣介質通常在電場強度較高的條件下完成自身運行作業，其連續負荷運行時務必要及時監測其內部溫度和電流情況。一般情況下，絕緣介質內部溫度需要控制在65 ℃以下，并避免長期連續運行。

2.2 重視諧波和繼電保護

當無功功率設備補償投產運行后，諧波電流經過電容器予以直接補償后往往會導致其自身諧波過大，進而引起電容器本身、繼電器、開關等電器元件發生故障。此外，變電站諧波也與并聯電容的運作情況有關，即電容器在使諧波電流增大時，除引起常規電器元件損壞外，還可能引發嚴重的諧振現象，從而大幅降低設備的使用年限，出現箱殼隆鼓、內部熔煉等現象，嚴重時甚至會出現火災等重大事故。因此，為確保變電站供電、用戶用電安全，實現持續化、效益化可靠用電，在變電站無功補償設備運作時，應加強對諧波的密切關注，定期檢查設備各類元件是否處于健康運行狀態，通過檢查，及時發現問題，并有針對性地采取解決措施。

2.3 健全無功設備運行、維護的規章制度

變電站應針對無功補償設備制訂相關的運行、維護規章制度，并確保該規章制度能夠滿足實際運行的工作需求。此外，變電站值班巡維人員應全面、徹底地對電容器組進行檢查，一旦發現箱殼膨鼓，立即停運。定期或不定期地組織巡維人員對設備外殼、支架等進行清理，同時，應確保支架牢固并無異常變形，并確保支柱絕緣介質無腐蝕。一旦發現電容器組中各元器件接頭不牢靠，應按照無功補償設備機制中相關規范內容進行處理。電容器組在運行期間，一旦發生開關跳閘報警狀況，應盡可能縮小故障原因范疇，待查明原因后，及時進行處理。故障處理后，及時記錄有關巡維日志。需要注意的是，將電容器組逐個進行多次放電后，才能進行相關運維工作。

2.4 無功設備運行、維護的開展要規范

在組織運行、維護的巡視活動時，應針對電容器組設備設立常規巡視和特殊巡視管理機制。

2.4.1 常規巡視

在進行常規巡視時，應根據常規巡視周期對無功設備進行巡視，并且在夜間要加強巡維活動。常規巡視內容為：檢查電容器自身、端接頭、放電線圈、支架、外殼等部分，并重點檢查設備是否有異常聲響；在夜間巡視時，則需要對絕緣子及套管等進行巡查，以檢查其是否有放電、污閃等現象。

2.4.2 特殊巡視

對于特殊巡視，應著重巡視以下幾方面：①加強溫度監測，確保溫度滿足電容器設備運行需求；②遇到特殊天氣，比如雷雨、大霧等時，應加強檢查放電器的運行情況；③在檢查接地系統時，要重點檢查諧波有無出現異常；④在法定節假日應按照上級指令增加巡維次數。

摘 要：當電力系統無功功率未能滿足供應需求時，變電設備就難以使無功功率得到保障，從而難以提供自身正常工作時必要的電磁場，最終，變電設備不能按照額定條件繼續工作，引發故障問題。基于此，主要將變電站無功補償概念作為闡述視角，提出變電站無功補償設備的運維策略，以供業界人士參考。

關鍵詞：變電站；無功補償；無功功率；運維策略

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0067-02

電力系統的無功功率運行狀態需要電壓與流轉電流間形成90°角的相位差，從而才能使電能轉化為其他的輸出形式。但是，無功功率進行長距離輸送會使總的有功功率損耗增大，進而影響電力系統全網的運行效益，并增大電網安全運行隱患。因此，對電力系統無功功率進行就地補償是十分必要的。基于此，強化變電站無功補償設備的運維管理策略意義重大，值得供電企業予以高度重視。

1 無功補償概念表述

1.1 無功補償

無功補償強調的是，通過在負荷端安裝無功電源提供感性負載所消耗的無功功率，減少無功功率在電力系統中的流動，降低因輸送無功功率造成的電能損耗，進而實現可觀的社會效益。比如，通過設置電容、同步或異步電動機、調相機等來提高電網安全運行水平。通俗的講，無功補償的原理為：在通過電感或電容產生感應電動勢的電路中，電感磁場或電容電場在同一時間段內從電源吸收而來的電能，與另一周期內的電源返回電量相等。此時，電能在一來一往的過程中，其平均功率等于零，即能量消耗為零。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率被稱為“無功功率”。

1.2 無功補償的配置原則

無功補償的配置原則為：①以節約電能作為首要配置原則和實施基礎；②電力系統和各級用戶都應提高功率因素，依據無功功率來分層、分區，便于調整電壓，并借助無功補償設施和調壓設備。常規而言，無功補償的主要方式有變電補償、配網補償、追蹤補償和隨機補償等。

2 變電站無功補償設備運維策略研究

2.1 需嚴格監測電流、電壓和溫度

在能夠有效保障變電設備運行效益最大化的前提下，應通過監控系統對電容器運作的電壓條件、電流穩定狀況和溫度條件進行監控。通常，在額定電壓下，周圍感應電動勢較強，電場強度大，一旦電壓超脫設備正常運行的額定電壓值，就可能出現一些故障問題。因此，對于電容器的選擇要著重考慮其是否滿足額定電壓的工作要求，同時，其電容型號應與系統工作的電壓曲線相符。此外，還要盡量將電容差值相對較小的電容串聯在同一組中，從而保障電容器的電壓值能夠在額定范圍內。如果電壓值異常，可結合電壓曲線圖進行分析，一旦超越其最大上限，則需要及時退出電容。對于經過電容的電流值，國家規定其為額定電流的1.3倍，而三相電電流也要控制其流經電流差在此1.3倍的5%基數內運行。也就是說，電容器雖然有負荷運行標準，但超負運行狀態居多，因而電容器絕緣介質通常在電場強度較高的條件下完成自身運行作業，其連續負荷運行時務必要及時監測其內部溫度和電流情況。一般情況下，絕緣介質內部溫度需要控制在65 ℃以下，并避免長期連續運行。

2.2 重視諧波和繼電保護

當無功功率設備補償投產運行后，諧波電流經過電容器予以直接補償后往往會導致其自身諧波過大，進而引起電容器本身、繼電器、開關等電器元件發生故障。此外，變電站諧波也與并聯電容的運作情況有關，即電容器在使諧波電流增大時，除引起常規電器元件損壞外，還可能引發嚴重的諧振現象，從而大幅降低設備的使用年限，出現箱殼隆鼓、內部熔煉等現象，嚴重時甚至會出現火災等重大事故。因此，為確保變電站供電、用戶用電安全，實現持續化、效益化可靠用電，在變電站無功補償設備運作時，應加強對諧波的密切關注，定期檢查設備各類元件是否處于健康運行狀態，通過檢查，及時發現問題，并有針對性地采取解決措施。

2.3 健全無功設備運行、維護的規章制度

變電站應針對無功補償設備制訂相關的運行、維護規章制度，并確保該規章制度能夠滿足實際運行的工作需求。此外，變電站值班巡維人員應全面、徹底地對電容器組進行檢查，一旦發現箱殼膨鼓，立即停運。定期或不定期地組織巡維人員對設備外殼、支架等進行清理，同時，應確保支架牢固并無異常變形，并確保支柱絕緣介質無腐蝕。一旦發現電容器組中各元器件接頭不牢靠，應按照無功補償設備機制中相關規范內容進行處理。電容器組在運行期間，一旦發生開關跳閘報警狀況，應盡可能縮小故障原因范疇，待查明原因后，及時進行處理。故障處理后，及時記錄有關巡維日志。需要注意的是，將電容器組逐個進行多次放電后，才能進行相關運維工作。

2.4 無功設備運行、維護的開展要規范

在組織運行、維護的巡視活動時，應針對電容器組設備設立常規巡視和特殊巡視管理機制。

2.4.1 常規巡視

在進行常規巡視時，應根據常規巡視周期對無功設備進行巡視，并且在夜間要加強巡維活動。常規巡視內容為：檢查電容器自身、端接頭、放電線圈、支架、外殼等部分，并重點檢查設備是否有異常聲響；在夜間巡視時，則需要對絕緣子及套管等進行巡查，以檢查其是否有放電、污閃等現象。

2.4.2 特殊巡視

對于特殊巡視，應著重巡視以下幾方面：①加強溫度監測，確保溫度滿足電容器設備運行需求；②遇到特殊天氣，比如雷雨、大霧等時，應加強檢查放電器的運行情況；③在檢查接地系統時，要重點檢查諧波有無出現異常；④在法定節假日應按照上級指令增加巡維次數。

摘 要：當電力系統無功功率未能滿足供應需求時，變電設備就難以使無功功率得到保障，從而難以提供自身正常工作時必要的電磁場，最終，變電設備不能按照額定條件繼續工作，引發故障問題。基于此，主要將變電站無功補償概念作為闡述視角，提出變電站無功補償設備的運維策略，以供業界人士參考。

關鍵詞：變電站；無功補償；無功功率；運維策略

中圖分類號：TM714.3 文獻標識碼：A 文章編號：2095-6835（2014）16-0067-02

電力系統的無功功率運行狀態需要電壓與流轉電流間形成90°角的相位差，從而才能使電能轉化為其他的輸出形式。但是，無功功率進行長距離輸送會使總的有功功率損耗增大，進而影響電力系統全網的運行效益，并增大電網安全運行隱患。因此，對電力系統無功功率進行就地補償是十分必要的。基于此，強化變電站無功補償設備的運維管理策略意義重大，值得供電企業予以高度重視。

1 無功補償概念表述

1.1 無功補償

無功補償強調的是，通過在負荷端安裝無功電源提供感性負載所消耗的無功功率，減少無功功率在電力系統中的流動，降低因輸送無功功率造成的電能損耗，進而實現可觀的社會效益。比如，通過設置電容、同步或異步電動機、調相機等來提高電網安全運行水平。通俗的講，無功補償的原理為：在通過電感或電容產生感應電動勢的電路中，電感磁場或電容電場在同一時間段內從電源吸收而來的電能，與另一周期內的電源返回電量相等。此時，電能在一來一往的過程中，其平均功率等于零，即能量消耗為零。為建立交變磁場和感應磁通而需要的電功率被稱為“無功功率”。

1.2 無功補償的配置原則

無功補償的配置原則為：①以節約電能作為首要配置原則和實施基礎；②電力系統和各級用戶都應提高功率因素，依據無功功率來分層、分區，便于調整電壓，并借助無功補償設施和調壓設備。常規而言，無功補償的主要方式有變電補償、配網補償、追蹤補償和隨機補償等。

2 變電站無功補償設備運維策略研究

2.1 需嚴格監測電流、電壓和溫度

在能夠有效保障變電設備運行效益最大化的前提下，應通過監控系統對電容器運作的電壓條件、電流穩定狀況和溫度條件進行監控。通常，在額定電壓下，周圍感應電動勢較強，電場強度大，一旦電壓超脫設備正常運行的額定電壓值，就可能出現一些故障問題。因此，對于電容器的選擇要著重考慮其是否滿足額定電壓的工作要求，同時，其電容型號應與系統工作的電壓曲線相符。此外，還要盡量將電容差值相對較小的電容串聯在同一組中，從而保障電容器的電壓值能夠在額定范圍內。如果電壓值異常，可結合電壓曲線圖進行分析，一旦超越其最大上限，則需要及時退出電容。對于經過電容的電流值，國家規定其為額定電流的1.3倍，而三相電電流也要控制其流經電流差在此1.3倍的5%基數內運行。也就是說，電容器雖然有負荷運行標準，但超負運行狀態居多，因而電容器絕緣介質通常在電場強度較高的條件下完成自身運行作業，其連續負荷運行時務必要及時監測其內部溫度和電流情況。一般情況下，絕緣介質內部溫度需要控制在65 ℃以下，并避免長期連續運行。

2.2 重視諧波和繼電保護

當無功功率設備補償投產運行后，諧波電流經過電容器予以直接補償后往往會導致其自身諧波過大，進而引起電容器本身、繼電器、開關等電器元件發生故障。此外，變電站諧波也與并聯電容的運作情況有關，即電容器在使諧波電流增大時，除引起常規電器元件損壞外，還可能引發嚴重的諧振現象，從而大幅降低設備的使用年限，出現箱殼隆鼓、內部熔煉等現象，嚴重時甚至會出現火災等重大事故。因此，為確保變電站供電、用戶用電安全，實現持續化、效益化可靠用電，在變電站無功補償設備運作時，應加強對諧波的密切關注，定期檢查設備各類元件是否處于健康運行狀態，通過檢查，及時發現問題，并有針對性地采取解決措施。

2.3 健全無功設備運行、維護的規章制度

變電站應針對無功補償設備制訂相關的運行、維護規章制度，并確保該規章制度能夠滿足實際運行的工作需求。此外，變電站值班巡維人員應全面、徹底地對電容器組進行檢查，一旦發現箱殼膨鼓，立即停運。定期或不定期地組織巡維人員對設備外殼、支架等進行清理，同時，應確保支架牢固并無異常變形，并確保支柱絕緣介質無腐蝕。一旦發現電容器組中各元器件接頭不牢靠，應按照無功補償設備機制中相關規范內容進行處理。電容器組在運行期間，一旦發生開關跳閘報警狀況，應盡可能縮小故障原因范疇，待查明原因后，及時進行處理。故障處理后，及時記錄有關巡維日志。需要注意的是，將電容器組逐個進行多次放電后，才能進行相關運維工作。

2.4 無功設備運行、維護的開展要規范

在組織運行、維護的巡視活動時，應針對電容器組設備設立常規巡視和特殊巡視管理機制。

2.4.1 常規巡視

在進行常規巡視時，應根據常規巡視周期對無功設備進行巡視，并且在夜間要加強巡維活動。常規巡視內容為：檢查電容器自身、端接頭、放電線圈、支架、外殼等部分，并重點檢查設備是否有異常聲響；在夜間巡視時，則需要對絕緣子及套管等進行巡查，以檢查其是否有放電、污閃等現象。

2.4.2 特殊巡視

對于特殊巡視，應著重巡視以下幾方面：①加強溫度監測，確保溫度滿足電容器設備運行需求；②遇到特殊天氣，比如雷雨、大霧等時，應加強檢查放電器的運行情況；③在檢查接地系統時，要重點檢查諧波有無出現異常；④在法定節假日應按照上級指令增加巡維次數。