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摘要：在110KV高压长距离输电线路上装设串联电容器补偿线路的感抗，主要作用在于降低线路输送损耗，合理地分配输送功率，提高电力系统的稳定运行水平和经济性。但由于其电容改变了线路参数沿线分布的均匀性，当系统出现故障时，会给系统带来了诸如电压反向、电流反向、次同步谐振、低频和高频暂态分量等各种问题，从而影响到110KV输电线路继电保护装置的动作反应。本文就高压输电线路的串联补偿装置的概念和运行维护管理展开了探讨。
关键词：高压输电线路；串联补偿装置；运行维护；管理办法
1、前言
根据我国经济的不断发展进步和国内资源分布的特点，为了实现资源优化配置，采用了将云南电网中的电力输送到广东电网的战略手段。输送电量逐年上涨，输送距离也在不断增加，进而输电线路也需要提高其输电水平，只有输送平稳、适量、安全的电流才能有效保证用户用电的稳定安全。在超高压输电线路中，近几年来经常会用到串联补偿装置，该装置的生产、安装、调试、维护以及维修工作需要我国高压输电线路工作人员的注意。
2、串联电容补偿装置概述
2.1串联补偿装置定义
串补技术的诞生最主要的原因是当今社会对于电能的需求量大幅度提高，但是开发新的输电线路花费过多，难度也很大，所以要在现有的高压输电线路的基础上提高其输送电力的能力，更有利于能源的节约和生态环境的保护，也能有效提升电力系统运行的可靠性和稳定性。串补技术的工作原理就是在高压输电线路上加装一个或多个串联电容，补偿线路中的感抗，进而缩短电力传输的距离，加大输送容量，减小线路损耗，还可以调整功率分配，限制高压输送线路的短路容量，有效提升电力系统运行的安全可靠性。
采用串补技术在输电线路中用于补偿感抗的装置，包括：电容器、保护控制设备，叫做串联电容补偿装置，简称串补装置。通常可以分为固定式和动态式两种，我们常用的是固定式串补装置，英文代称为FSC。串补装置中的电容器容抗是所在输电线路中电抗的25-75%，采用的电阻为金属氧化锌制成的非线性电阻，英文代称为MOV，对电容器进行过电保护。
如图1所示，是串补线路的简化线路图，电阻值会随着施加电压瞬时改变，正常态表现为大电阻值，当电容器的施加电压超过额定值后，则呈现小电阻值。触发间隙会受到MOV的控制，当积累了一定的能量后会产生脉冲引燃间隙。旁路开关主要用于串补电容的加入或退出。若是线路出现了短路故障，会产生很大的短路电流，电容器可能会被击穿，当电流超过MOV的额定值时，间隙和开关都会马上放出电量，去除补偿装置。
图1 FSC的简化接线图
2.2串联补偿装置对于高压输电线路的影响
2.2.1引发电压反相现象
将串补装置装设到高压输电线路中后，会引起电压反相。这主要是因为串补电路电容会破坏原来输电线路的均匀线阻分布，在发生线路故障时，出现电压反相位的具体状况与故障的位置有关，发生故障的位置距离串补电路装置越远，就越不容易出现电压反相。
2.2.2引发电流反相现象
在高压输电线路添加上串补电容装置后，若是发生短路故障，电流相位会与没有添加装置的时候完全反相，这就是电流反相现象，只有比较特殊的情况下才会产生这种现象。电流反相除了和电压分布有关，还与发生短路故障的具体位置有关，母线电压会出现反相，串补电路线路并不会出现电压反相。总体来说，电流反相现象会对输电线路的保护造成比较复杂的影响。
2.2.3引发低频分量电流
高压输电线路一旦发生故障，由于对地电容和电磁暂态的作用，线路上会出现大量的高频分量电流，在安装了串补装置后，除了产生高频分量电流还有由于串联电容线路中的电磁暂态引发的低频分量电流，这些电流会影响到继电器的正常运行。所以，电力工作人员应该对这些低频分量电流的具体特性进行分析，分析的过程中可以忽略输电线路中分布参数的影响，只考虑集中参数表示的模板就可以。
3、串联电筒补偿装置的日常维护管理
3.1电容器中的电流增大到警报值
通常高压输电线路中的串补电容器使用的是桥式四臂接线装置，正常的运行中，四个电容臂的阻抗都是根据理论计算进行调试调整的，不平衡电流要求小于警报值的1/4，假设某电容器的警报值为160mA，旁路定值为310mA，那么不平衡电流就可以定为小于40mA。
电容器在实际工作中会由于各种原因导致电容器不平衡电流持续增加，包括：短路故障电流的累计、电容器内部材料老化、电容器内部小零件的损坏、电容液泄漏等，这些原因导致电容器的各个桥臂之间无法保持平衡的容抗，进而引发不平衡电流的增加。不平衡电流若是没有达到正常运行时电流的30%以上时，变化是并不明显的，所以需要工作人员再发现异常状况时立刻到平台处检查，电容器的连接部位有没有出现过热损坏现象。若是没有发现导致不平衡电流持续上升的原因，应该立刻停电检查，找出异常原因，维护完毕后再给电运行。
3.2阻尼电抗器的运行检查维护
阻尼电抗器的作用主要是，在发生故障时对放电的电流提供一定的阻尼，阻碍其放电速度，防止电容器由于放电速度过快而造成损坏。阻尼电抗器在投入生产之前要先经过安全试验，厂家经过火花间隙实验发生了爆炸的现象，所以设计人员将火花间隙由原来的密闭形式改为了开放式。开放式的间隙触发比较容易受到外界环境因素的影响，像是温度、湿度、风速、触头处的杂质都会发生干扰，所以，当高压输电线路出现故障或是串补装置发生了保护作用后，要及时检查阻尼电抗器的触头状况，是否发生了烧损，若是烧损的比较严重就要马上进行打磨并根据打磨后的状况重新测定距离。工作人员必须熟练掌握阻尼电抗器的回路波形特征，一旦发现问题要及时进行检查维护。
3.3火花间隙的正常触发判断处理
火花间隙主要作用是作为电容器和MOV的后备保护装置对输电线路进行有效保护。MOV动作后，可能会发生容量不足导致的爆炸；若是电容器组中的短路电流较小没有达到MOV的额定值，则可以通过火花间隙的作用保护电容器。火花间隙在进行安装前的验收工作时，要对点火间隙的刻度值仔细检查，判定其是否符合规定的标准。当间隙多次发生作用时，其本身会被烧蚀的比较严重，需要重新打磨或更换石墨球体，并重新校核距离。
3.4电容器组的运行检查维护
电容器组中包含了多个电容器，每个电容器中都会有很多连接用的接头，在安装调试的过程中很容易出现接线接触不良的现象，导致接点过热进而影响线路的正常运行。工作人员在将电容器投入到使用前的验收工作应该对以下内容重点关注：铜铝垫片的接触面是否保证都是同材质面互相接触、弹簧垫是否已经压平整了、拆除过的部位是否已经采用力矩扳手检查过、电容器防尘罩是否完整。检查后，要进行试运行，检查运行过程中电容器是否会发生渗漏、变形的现象，发现异常问题时，要及时通知专业性的工作人员进行检查更换。
4、结语
总之，在高压输电线路上添加串联补偿装置后能够通过改变线路的参数增强输电线路的输电容量、改善电力系统的稳定性、降低线路损耗、提升高压输电线路的经济效益，适合进一步推广。
参考文献：
［1］张保会.电力系统继电保护［M］.北京：中国电力出版社，2006.
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［3］张崇杰.浅谈高压输电线路串联补偿装置运行维护管理[A].云南电网公司、云南省电机工程学会.2011年云南电力技术论坛论文集（入选部分）[C].云南电网公司，云南省电机工程学会，2011（04）.
论文作者:杨磊,卜洪亮,张国庆
论文发表刊物:《电力设备》2017年第22期
论文发表时间:2017/12/7
标签：电容器论文; 电流论文; 线路论文; 装置论文; 高压论文; 输电线论文; 间隙论文; 《电力设备》2017年第22期论文;