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摘要：在电力系统运行过程中，为了可以使电能转变成其他的形式进行输出，需要流转电流和电压之间产生90°角的相位差，这样一来如果运输距离过长会增加有用功功率的损耗，从而对电力系统运行的经济效益造成影响，导致电网运行的安全隐患加剧，所以，要做好电力系统无功补偿设备的管理工作。基于此，文中对变电站无功补偿设备运行维护策略进行了分析研究，仅供业内人士参考。
关键词：变电站；无功补偿；设备运维
1导言
当电压与流转电流间形成一定的的角相位差时，电力系统的无功功率才能呈现运行状态，将电能以其他的形式输出。若无功功率进行长距离的输送，在实际电力系统运行中，不可能像理论一般顺利，必然会出现功率损耗等问题，严重情况下还可能出现安全事故，因此，变电站进行无功补偿是不可或缺的一步，在对电力系统的无功功率进行补偿时，能够解决长距离运输带来的威胁，同时也大大提高了电力运输的安全性。但这时就出现了新的问题，怎样保证无功补偿设备的稳定运行，显然这离不开变电站对无功补偿设备的有效维护，因此，我们必须对无功设备维护进行更加深刻的讨论。
2变电系统无功补偿简述
2.1无功功率
无功功率并不是没有作用的功率，相反，它是电力系统中必不可少的功率，主要用于建立和维持电气设备构成电路的磁场，对电能质量和电网电压都有较大的控制作用。影响变电站无功功率分配的因素主要有两个：变电站三相电能质量、传输用户的电气性能。电力系统中一旦电压和频率不稳，电能质量就会降低，无功功率会显著增大，反过来会造成电力系统的不稳定，因此控制无功功率分配的主要方法就是控制电压。
2.2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。
2.3无功补偿的的运行过程
无功补偿即补偿电力运输过程中消耗的无功功率，主要方法就是在负荷端安装无功电源，这样的方式下可以提高社会的整体电力使用效益。具体来说就是运用设置电容、调相机、同步或异步电动机等方式来提高整个电力传输系统的安全运行状况。也就是利用电力平衡进行工作，将一方面吸收而来的电能补偿电力传输过程中消耗的电能，在这个转换的过程中完成电力补偿，保障电力运输的有效进行。
2.4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：
2.4.1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。
2.4.2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。
3无功补偿类型和装置
3.1同步调相机
同步调相机的作用原理和空载同步发电机基本相同，它是一种早期应用的变电站无功补偿装置。如果整个电力系统处于过励磁运行状态时，同步调相机可以被看作是一个提供无功功率的无功电源，使得系统电压维持在一定范围内；如果电力系统处于欠励磁运行状态时，同步调相机就相当于一个消耗多余无功功率的负载设备，使得系统电压稳定。同步调相机安装一个自动励磁调节装置，就可以实现对系统的无极平滑调节，在一定程度上大大降低了电压变化对无功功率分配的影响。同步调相机有诸如损耗量大，工作噪声大，设备体积大等特征，给系统运行和维护带来了不便，目前只在一些电网容量大的变电站场合中使用同步调相机。
3.2电容器和滤波器应用
安装并联电容器和LC无源滤波器是最早采用的无功补偿方式，这种方式具有安装操作简便、设备简单等特点，不仅可以补偿电网中的无功功率，还可以对谐波的产生进行有效抑制，因此这种方式在早期得到了较为广泛的应用。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆近年来，随着社会经济的快速发展，变电站的等级提升速度也随之加快，电网阻抗特性和系统运行状态对并联电容器和LC无源滤波器产生了巨大的影响，致使并联谐振状况在设备间频繁发生，增大了谐波电流，严重威胁到电容的稳定性；此外，这种模式不能实现无极平滑调节，电网电压的不稳定会造成并联电容的电流不稳定，从而使得补偿的无功功率不稳定，所以该种模式在固定频率或静态无功功率补偿应用较多。
3.3静止补偿器
目前电网中无功补偿的主要设备是静止补偿器，其可以分为静止无功补偿器和静止同步补偿器两大类。静止无功补偿器的核心部件是并联的电抗器和电容器，可控硅晶闸管是电抗器的控制开关，可以调节无功功率的具体大小和方向，提高系统运行的速度，硅晶闸管本身的不足之处就是不能切实解决谐波振荡问题，甚至会引起整个系统的不稳定性。静止同步补偿器采用的是新型晶体管，可以实现可控性开关，能够改善谐波振荡现象，提升系统的稳定性。
4变电站如何在无功补偿设备运行时进行维护
4.1对电流、温度以及电压的监测要严格
为了保障变电设备运行效益的最大化，需要对实时的电压、电流、温度等情况进行监控，并且尽量准确的测量，尤其是在变电站周围环境复杂的情况下，这种监测显得格外重要，为了防止因为一点点小的失误出现大问题，必须学会防患于未然，在之前就做好监测工作，尤其要注意由于设备老化或者电压过高等可以明确监测到的问题，把能控制的方面准确控制，这样才能降低事故风险，并且以此来保障电力传输的问题，这样才能在稳定状况下实现电力系统的效益，实现无功补偿的意义，实现变电站工作的意义。
4.2重视对谐波问题的应对和继电的保护
由于无功补偿本身的特性，谐波的产生不可避免，这种畸变的电流对电力系统的稳定毫无疑问产生了很大的威胁，为此，必须针对这些问题采取相应的解决措施。最基本的就时首先要能够准确快速发现谐波，这就必须要求传感器的敏感度要高，只有知道谐波具体产生时间情况等才能更好的采取相应的措施，其中，采用熔丝保护是最基本的，在各个电容器和电感器中安装熔丝进行保护，在出现意外情况时能够根据这一线索迅速找到问题所在，然后据此进行维修，保障电力传输的顺利进行，避免长时间的电力故障，再来就是要对装置的过电流保护，避免一些误会情况的发生造成不必要的恐慌，设置合理的时限要求，同时还要采取不平衡电压的保护措施，避免在解决一方问题时造成其他方面由于这些暂时情况而出现问题。这时候，若无功补偿设备能够得到继电，为谐波干扰造成的问题提供辅助支持，电力系统受到这些问题的影响其实也是可以减轻的，变电站必须配备继电器，同时，对高低压状况的保护也是很重要的，由于谐波的干扰，容易出现电压不稳定的情况，这不仅仅影响了电力的传输使用，更是对电力传输的安全造成了威胁，甚至引起使用者的恐慌不满，而无功补偿的过程中遇到高低压，更是难以保持转换平衡，造成各种电器故障，影响变电站的运行，甚至引发更大的事故，而且，在效益问题面前，这也是不行的，这些问题会降低各种设备的使用寿命，造成元件损坏等，这些能够避免的开销必须避免，也就是高低压的防范保护必须进行，做好监控，经常检查，避免问题的产生。
4.3完善相关的运行办法，维护制度
无论什么问题的应对都离不开人的解决负责，除了在设备方面进行维护，负责人方面也要采取相应的措施，制定出明确的办法，制度，让工作人员在工作过程中有依据，避免个人主观的判断，同时，让责任负责到个人，能够提高他们的责任心，在检查维护时更加用心，更加全面，当然，这也要求这些办法，制度贴近实际工作需求，记录巡查日志，积累经验，标注注意事项，避免重复犯错，在交流与实际经验的传递中完善运行办法，维护制度，只有通过这种方法，才能确保基本维护是实实在在的进行，为无功补偿提供支撑。
4.4对无功设备运行、维护时要规范进行
巡视管理是日常基本管理，其重要程度就相当于每天必备的安心丸，起着最基础的运用，因此，巡视工作至关重要，其开展过程必须规范。而目前来说，分为常规巡视以及特殊巡视，在常规巡视时，无功设备的每一点都要巡视到位，特别是关键接口部分，提示灯特殊情况等，在特殊巡视方面，就要注意除了一般情况下肉眼可检查问题之外，还要注意温度等特殊检查点，以及在特殊天气下放电器等关键设备的情况，而且要检查接地系统是否稳定，在节假日等特殊情况时，更是要格外注意，避免在这些特殊时间点的用电量激增而导致问题，影响关键时刻的供电保障，提高无功补偿设备的应对效率。
5结束语
综上所述，电力无功补偿设备在电力系统中起到至关重要的作用，虽然他的安全运行并没有直接关系到供电可靠性，但是供电电压质量、供电损耗以及影响系统安全都与它息息相关。在现有的管理模式下，进一步强化变电站无功补偿设备的运维管理意义重大，从完善的管理规定到行之有效的业务流程都需要有章有法，这样就可以让无功补偿设备在既不影响电网安全运行的情况下充分发挥其降损增效的积极作用。
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论文作者:方京梅,梁雪峰,祁利刚,黄振
论文发表刊物:《电力设备》2016年第22期
论文发表时间:2017/1/20
标签：变电站论文; 功率论文; 设备论文; 电力系统论文; 电压论文; 谐波论文; 电能论文; 《电力设备》2016年第22期论文;