摘要：随着经济发展，城市人口密度的增加，供电变压器的容量增大，电容无功补偿被广泛应用于变电和配电供电的场所，电网中的电力负荷如电动机、变压器等，大部分属于感性负荷，在运行过程中需向这些设备提供相应的无功功率。在电网中安装并联电容器等无功补偿设备以后，可以提供感性负载所消耗的无功功率，减少了电网电源向感性负荷提供、由线路输送的无功功率，由于减少了无功功率在电网中的流动，因此可以降低线路和变压器因输送无功功率造成的电能损耗，这就是无功补偿。电容无功补偿在应用过程如果管理不当，会出现诸多问题，本文探讨如何做好无功补偿管理。
关健词：电能质量；合理分布无功补偿；电容器本体故障
前言
无功补偿装置管理好坏，直接关系系统电能质量和无功电压指标，如果管理不善将会使系统电能质量和无功电压无法达到标准的要求，以致线损率增加，所以加强无功补偿装置管理使系统电能质量和无功电压、线损率达到标准要求。
1.简述
1）无功补偿的组成
主要由电容器、补偿控制器、复合开关或动态电容调节器、接触器、熔断器、通风机、无功补偿柜箱等组成，无功补偿装置由一个或多个电容器组和与之相关的控制、测量、信号、保护等设备，用结构部件组装在一起的组合体。
2）无功补偿方式
无功补偿方式主要有：（1）就地无功补偿；（2）低压集中、分组无功补偿；（3）中压集中无功补偿；（4）三相共补与分相补偿相结合。
（1）就地无功补偿
根据具体用电设备无功的产生量将单台或多台低压电容器组与用电设备并连，通过控制、保护装置与电机同时投切。随机吸收电感性设备的无功能量，转换成有功能量反送回电感设备。
（2）低压集中、分组无功补偿
将低压电容器通过低压开关接在配电变压器低压母线侧，以无功补偿投切装置作为控制保护装置，根据低压母线上的无功负荷而直接控制电容器的投切。电容器的投切是整组进行，做不到平滑的调节。
（3）中压集中无功补偿
将并联电容器组直接装在变电所的6～10千伏中压母线上的补偿方式。适用于用户远离变电所或在供电线路的末端，用户本身又有一定的高压负荷时，可以减少对电力系统无功的消耗并可以起到一定的补偿作用；补偿装置根据负荷的大小自动投切，从而合理地提高了用户的功率因数；对无功能量起到阻隔作用，防止无功能量闯入上一级电网造成电压的波动，降低网损，保护上游电网。同时便于运行维护，社会效益重大。
3）无功补偿装置的故障种类
（1）电容器不能自动投入运行。
（2）电容器过补偿。
（3）电容器本体故障。
（4）电容器的复合开关、动态调节器故障。
（5）电容器维护不当引起着火。
2.造成无功补偿装置故障的原因
1）无功补偿控制器设置错误；电流互感器变比、电容器容量设置不正确。
2）无功补偿装置的输入接线错误，或电流取样信号和电压取样信号接线错误。
3）电容器组过负荷运行。电容器组长时间没有做试验。
4）电容器组复合开关或动态电容调节器自动投切过于频繁。
5）电容器组的容量设置不当，电容器组运行环境差和长时间没有清扫。
3.存在的问题
虎门供电局负荷密度大，公用变压器的台数较多，目前公用变压器台数为 1376台，工业专变用户5428户，根据电网结构、潮流分布、负荷情况及设备运行情况，合理规划无功补偿配置，使用相应的电容无功补偿方式，使得电能质量和无功电压指标满足技术标准要求，如果规划无功补偿配置不好，或者无功补偿装置管理不善，很容易所管辖区域的电能质量和无功电压指标达不到技术标准要求，根据规定配电网的无功补偿以配电变压器低压侧集中补偿为主，无功补偿装置容量可按变压器最大负荷时其高压侧功率因数不低于0.95配置。在2016年虎门供电局由于对无功补偿装置管理不善和无功补偿配置不合理，使得电能质量和无功电压指标不能满足技术标准要求，曾在2个月内连续发生两起公用变压器的无功补偿装置着火，分别为虎门公安分局的住宅楼的电房和翰华花厂的低压配电柜着火燃烧，连续发生两起低压配电房着火，配电房的设备燃毁严重，经济损失达约132万，事后分析事故的原因为：1）电容器组长时间没有做试验和检查。2）电容器超负荷运行。3）无功补偿装置长时间没有清扫短路着火。
无功补偿装置主要存在的问题有：电容器无法自动投入运行；电容器配置过不当；电容器、补偿控制器、复合开关或动态电容调节器、熔断器等设备故障。对于我们无功补偿装置存在的这些问题，有必要采取相应的措施，加大对无功补偿装置的管理，使到我们的设备安全运行，使得我们的电能质量和无功电压指标能满足技术标准要求。
4.无功补偿装置故障案例
1）2016年6月12日检查发现虎门供电局10kV大宁江门3站公用配电站的电容柜过负荷运行，使得部分电容器的电解液漏出和多电容器多个复合开关烧坏，故障原因为电容器的容量配置不当，及时对故障设备的处理和更改，避免故障扩大。
2）2016年10月25日在对110kV宝石变电站10kV#5电容器组及其536开关预试时，发现#5电容器组有一个电容器放电放了2.5小时都放不完，最后判定这个电容器本体有故障，10kV#5电容器组及其536开关预试不能如期进行，需要延期，联系厂家订好货后，待厂家货到后将故障电容器更换后再预试。
3）2016年8月12日对10kV新联斜坡公用箱变电容柜检查时，发现一个动态电容调节器故障，动态电容调节器有一接线端发热引起烧坏。烧坏的原因是动态电容调节器接线端松动，或者电容器过负荷运行。
5.采取措施
针对我们局无功补偿装置存在的问题，组织大量人力物力对我们的无功补偿装置进行地毯式检查，经过数个月的排查发现10kV北栅西坊沙园公用配电站、10kV大宁南门南坊公用配电站等106台公用变压器的无功补偿装置存在的问题，同时发现有185工业用户采用的无功补偿方式不正确，162个工业专变用户的无功补偿装置出现故障。这106台公用变压器主要在：电容器故障或配置不当需要更换有760台；动态电容调节器故障需要更换有68台；电容器复合开关故障有79台；无功补偿控制器故障有37台；无功补偿装置的接触器故障有93台；需要更换的熔断器有350只；断路器故障有49台；固态继电器故障有32个；公用变压器无功补偿装置脏积尘较多有65台等。我们对106台公用变压器的无功补偿装置的故障设备进行更换，同时对公用变压器的无功补偿装置加强清扫和试验，重新合理规划无功补偿配置，公用变压器的无功补偿装置补偿柜做好防小动物的措施。
对于185工业用户采用不正确的无功补偿方式，他们由于为了节省成本本应该三相共补，却使用分相补偿方式，我们发通知给他们，要求他们无功补偿方式分相补偿改为三相共补，他们大部份配合我们的工作，将无功补偿方式分相补偿改为三相共补。同时对于162个工业专变用户的无功补偿装置出现故障，每个工业专变用户发出无功补偿装置故障整改通知，他们亦都自行将故障的无功补偿装置进行处理完成。
同时加强对无功补偿装置运行维护，要求设备运维部门制定日常运行巡视计划和定期清扫、试验计划，组织设备运维人员进行定期巡视工作，加强对无功补偿装置测温、检查，对于容易发热的引线接头、熔断器、开关、刀闸和接触器的联接处等部位加强测温工作。每次巡视检查应做好如下记录：无功补偿装置是否过负荷运行、无功补偿控制器是否投入正常、是否有设备存在发热现象、熔断器是否熔断、复合开关或动态电容调节器、接触器等是否正常、电容器是否存在鼓胀、过热、开裂、漏液现象、无功补偿装置柜防小动物措施是否完善和是否积尘太多等，对存在的问题及时处理，如果电容器送电后熔断器发生熔断，那么就应该将电容器退出，将电容器多次充分放电后，试验电容器是否正常，等到故障检测出来之后再让电容器工作。定期落实好无功补偿装置的清扫、试验计划，做好无功补偿装置的清扫和试验工作。
工作中我们感觉到运维人员的培训不到位，我们运维人员的无功补偿装置的安全教育、设备试验、设备日常运行维护、设备操作等方面制定培训计划，定期实施对人员进行培训，提高人员技能水平，重视无功补偿装置的运维管理工作。
6.结果与分析
通过采取上述措施，我们局无功补偿装置运行环境大大改善，重新合理规划无功补偿配置，电能质量和无功电压指标达标，电压合格率由99.91%上升至100%，同时全局线损率指标降低0.2%，经过整改公用变压器的无功补偿装置着火烧毁设备的现象到目前为止没有出现过，通过整改达到无功补偿装置的管理工作达到理想效果。
总结语
无功补偿装置的管理工作是电力系统管理中的重要一环，本文只要从无功补偿装置巡视检查、清扫、检修试验等方法对无功补偿装置进行管理，随着电网智能化的发展，无功补偿装置的智能复合开关的应用会更广泛，无功补偿装置的设备会更智能化，设备的故障率会降低，管理趋于方便，但管理工作不能松懈。
参考文献：
[1]熊信银、张步涵.武汉：电气工程基础.华中科技大学出版社，2010年。
[2]林虔、丁毓山.北京：电气试验工。中国水利水电出版社，1997年。
[3]中国南方电网有限责任公司电能质量及无功电压管理规定。2014年
论文作者:方锦兴
论文发表刊物:《电力设备》2019年第15期
论文发表时间:2019/11/26
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