李谦1 赵健2 童守栋3
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摘要：随着国内经济的快速发展，科学技术的不断进步，在电力稳定运行发展方面，国家给予高度重视，电力系统能否健康、稳定发展不仅关系到国民生产生活，而且还关系到国家经济的持续发展，其运行的稳定性和有效性对国家工业发展具有重要的作用。为了有效提高电力系统运行的稳定性和有效性，国家电力管理部门加强应用SVC装置并根据相关技术资料和数据信息，进行综合性的分析和研究，从而加快国家电力系统建设，本文针对当今SVC装置常见的故障原因和对电力系统的影响进行分析、研究。
关键词：SVC装置；常见故障；影响
随着SVC装置被国内电力各大企业广泛应用，SVC在日常电力系统运行的过程中，经常出现各种问题，再加上国内缺乏SVC装置对电力系统的稳定性和可靠性的深入研究，在电力系统出现系统故障时，致使SVC装置不能充分发挥其应有的功能，现阶段SVC装置主要被应用于国家冶金、炼钢等特殊负荷补偿方面。
一、国内外SVC发展现状及工作原理
（一）当前阶段SVC发展现状
随着国家电力系统的快速发展，电力系统的容量也随之不断增加、扩展，从而使电网的结构变得较为复杂化，系统电压稳定性、可靠性的问题持续突出。SVC（静止无功补偿）装置是20世纪70年代就已经发展起来的新型技术，是世界上应用最为广泛的FACTS设备。当时主要使用的动态无功补偿装置是同步调相机，由于同步调相机是旋转电动机，运行中不仅造成无谓的损耗，还难以为维护电力系统正常运行效率，无法满足快速动态补偿的需求，因此，同步调相机逐渐被SVC（静止无偿补偿）装置所取代。在SVC应用初期，其饱和电抗器比调相机更具有静止、响应速度快等优点，但是其缺点也是较为明显的，噪声和损耗的缺点，再加上经常出现非线性电路的问题，使之不能成为当时世界上维护电力系统稳定性和可靠性的唯一装置。
随着世界电力电子技术的不断发展，科研学者针对SVC（静止无功补偿）装置在实际应用中的作用进行分析，进而强化SVC主要功能。随着应用晶闸管技术的诞生，并逐渐在静止无功补偿装置中占据主导地位，因此静止无功补偿器成为专门使用晶闸管技术的无功补偿装置。20世纪80年代，国家逐渐大量应用SVC装置，处于“以引进为主，自主研发为辅”的初期阶段。经过国家电力管理部门和社会科研学者的不懈努力，终于在2004年由国家自主研发的TCR型SVC在220kv枢纽变电站投入使用，标志着国家在完善电力系统方面具备自主创新的能力[1]。
（二）SVC装置工作原理及构成
根据相关资料和数据信息显示，SVC装置主要由TCR部分（晶闸管控制电抗器）、FC部分（单调谐滤波通道部分）监控系统、运算系统、触发系统和水冷系统构成。而FC具备滤波和补偿容性无功功能，监控系统则是对母线进行跟踪采样其无功功率的情况，交给运算系统根据母线的无功功率情况进行高精度的计算，从而确定晶闸管导通的角度，在触发系统发出接受信号的情况，触发晶闸管导通，从而将TC电抗器与母线进行有效连接，发出感性无功，水冷系统则利用自身条件对晶闸管进行有效冷却处理。
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二、SVC装置常见的故障问题分析
（一）SVC装置中水冷系统的故障
从SVC实际工作运行原理中可以看出，晶闸管冷却的主要方式就是水循环，从而达到散热效果，但是在水质方面有较高要求，若水质差时，内循环水（纯净水）与外循环水（自来水）进行热交换的过程中，经常发生堵塞的情况，致使水冷系统因为水温过高而自动跳闸，不得不提的是特别在冬季枯水期，几乎每周都要对水冷板式换热器进行1～3次的停电清洗。
水冷系统故障防护措施是在外循环水系统增设三道过滤器，分别为粗滤、精滤、砂石过滤器。其中粗滤的功能主要体现在滤除水中较大的颗粒性物质，从而保证水质良好，而精滤则是不仅兼有粗滤的功能，还有具备清洗的功能，可以在正常运行的过程中，进行自动冲洗，进一步保证水系统中内、外循环水的水质。而砂石过滤器自身带有加压装置，保证外循环水水压能满足设备的基本需求，并且保证在过滤器发生故障的情况下不能影响SVC装置的正常运行。在实际观察中，如果发现外循环水水质相对较差时，可以在SVC装置中采用水-风的冷却方式，针对冬季枯水期是比较有效的办法，可以在TCR出现跳闸的情况下，增大风机室风量，使其与户外冷空气隔离，从而使SVC装置正常稳定运行[2]。
（二）SVC装置中电容器的质量问题
电力电容器是SVC装置中占据重要地位，是SVC装置使用数量最多的设备，也是整套SVC装置中最为薄弱的部件。SVC装置各次滤波通道电容器均接成双星形接法，并采用零序电流保护，使其在一定程度上保证动作的灵敏度。依据相关调查研究发现，用两套为35kV的SVC装置在运行过程中，经常引动零序电流的保护动作，但是经过相关设备进行反复调查和测量发现电容器电容值依然在国家规定偏差范围之内，根据相关规定，电容器电容值在±5%内，不更换电容器，因此，在继续投入使用后，容易出现电容值不同程度的容损情况，虽然经过多台电容器串联却依然不能消除影响，导致各相之间的电容值无法做到平衡统一，出现大量的零序电流，最终致使该次滤波通道零序保护跳闸，由于SVC装置电容器的故障较为严重，甚至会出现群体爆炸和着火的现象[3]。
其有效的防护措施是采用熔断器对电容器进行有效保护，在运行的过程中，即使出现熔断器熔断的情况也是属于电容器的正常现象，更换毁坏的熔断器后就可以继续投入使用，要积极对电容器内部配置进行检查，及时更换质量差或者出现细微变化的电容器产品，取消熔断器保护，进而使SVC装置可以正常、稳定、有效的运行。
（三）SVC装置与发电机母线的问题
根据国家电网公司在2008年制定的新规定，指出凡是额定功率在8MW以上的发电机必须在35KV母线进行良性并网，要积极利用剩余煤气进行发电。由于发电机容性无功功率较大的原因，为平衡系统的容性无功，SVC装置将晶闸管通道角度开到最大的程度（140°），使电抗器最大限度发出感性无功，最终导致TCR电抗器温度过高，再加上晶闸管的热量增大，从而引发水冷系统水温升高，母线的功率因数超前。
（四）SVC装置频繁错误跳闸
在实际变电运行过程中，当变电外部接触网线路会出现短路故障从而引发SVC装置控制系统自动给出“丢脉冲、丢同步”的跳闸信号，而母线的电压波动对SVC装置的控制系统信号造成干扰同样是SVC装置频繁错误跳闸的主要因素。
其主要的防护措施是：在SVC装置保护控制程序中，增加馈线短路是的低压控制逻辑，并根据馈线断路器故障后的特点，对SVC装置进行综合、有效的改良，若控制系统2s内可以有效检测到低电压信号，则会自动停止进行触发脉冲、延时给出跳闸的指令。要加强对电容器组的保护和调整，将电容器低压保护的时限调整为0.3～0.5s，从而有效避免在馈线断路器跳闸的时间内出现SVC低电压跳闸[4]。
三、结语
随着SVC装置逐渐被国内电力企业广泛应用，其在电力运行和变电运行方面具有巨大的作用和影响，因此加强SVC在日常电力运行中发生的问题进行有效控制，是国家电力事业未来发展的必然趋势，是符合国家政策和实情发展的有效途径，是国家经济可以持续、稳定发展的基石，强化SVC装置配置，从而进一步提高国家电力资源质量、效率，满足人们日常电力的需求。
参考文献：
[1]邢巍.SVC对电力系统稳定性影响的研究[D].南京理工大学,2014.
[2]苏健.SVC在电网中的应用及其对电压稳定影响的研究[D].贵州大学,2009
论文作者:李谦1,赵健2,童守栋3
论文发表刊物:《电力设备》2016年第9期
论文发表时间:2016/7/5
标签：装置论文; 电容器论文; 晶闸管论文; 电力系统论文; 母线论文; 水冷论文; 系统论文; 《电力设备》2016年第9期论文;