摘要：SVC系统作为电网无功补偿的重要手段之一，对保证电网的安全经济运行有着重要的意义。而SVC系统的散热冷却系统作为影响SVC系统运行的重要因素，直接制约了SVC系统运行的可靠性。本文介绍了500kV变电站SVC装置的水冷系统，并就水冷系统运维过程中出现的常见故障进行了分析探讨，提出了预防手段、改进措施，通过多样化的手段提高水冷系统运行可靠性，减少由于水冷系统故障导致SVC设备故障或停运。
关键词：水冷控制系统；SVC；常见故障；可靠性。
1、前言
随着国家经济的不断发展，电网规模的不断扩大，越来越多的冲击性负荷在工业领域中大量使用，此类负荷功率因数较低，在运行时无功功率会出现急剧变化，大量的此类型负荷可能造成电网电压的急剧波动，导致大量电能在线路被损耗且电能质量低，同时会在系统中注入大量高次谐波，严重影响系统供电的电能质量以及用电可靠性。电力系统无功功率优化和无功功率补偿是电力系统安全经济运行研究的一个重要组成部分，通过对电力系统无功电源的合理配置和对无功负荷的最佳补偿，不仅可以维持电压水平和提高电力系统运行的稳定性，而且可以降低有功网损和无功网损，使电力系统能够安全经济运行【1】。因此，无功补偿作为提高电能质量以及供电可靠性的重要手段，对电网的安全经济运行有着重要的意义。
而SVC系统作为无功补偿的重要手段之一，通过实时调节，提高电网的供电可靠性。在SVC系统运行的过程中，元件散热是影响该系统运行的重要因素，如果散热冷却系统出现故障，轻则影响设备正常运行，重则烧毁元件，导致设备使用寿命终结。本文介绍某500kV变电站中安装的SVC装置的水冷系统，并总结运维过程中发生的相关故障，提出针对性措施，提高SVC装置水冷控制系统运行可靠性，提升电网运行稳定性。
2、SVC水冷系统介绍
某500kV变电站SVC系统是国内已投入运行的最大容量的SVC，其在电网发生故障时能有效提高系统的电压稳定性，减小电压波动，解决迎峰度夏期间系统无功不足的问题。因此，其安全稳定运行对电网的电压支撑起着重要作用。
该变电站水冷系统图如下：
水冷系统用于冷却电子电力器件（晶闸管、水冷电阻等）。通过循环泵将冷却液体循环至水风热交换器进行散热。小部分的流量流经离子交换器，通过离子交换树脂降低冷却液体的电导率。监控系统的仪表包括流量传感器、压力传感器、温度传感器、电导率传感器和液位传感器。
冷却系统冷却方式为水-风冷却，冷却介质采用超纯水，系统的最大热交换量为300kW，冷却系统的额定冷却容量为300kW，额定冷却流量为36.9t/h，预警导电率为3MΩ.cm，电源采用两路独立的交流380V交流供电，可自动切换。该水冷系统具有独立的监控单元，能监测并向上级上传其运行参数、异常状态。当水冷系统中出现一种或多种异常运行方式，可能对阀产生严重危害时，应退出TCR支路，已保证主设备安全。水冷系统对其自身的运行状态进行监控，同时对冷却介质进行监测。
该SVC设备的水冷控制系统实现由SVC监控系统远程启动和停止，同时实现就地控制，具备定值整定、参数显示、报警显示、密码更改、手动试验等功能；水冷控制系统包含一个独立完整的监控系统，对冷却系统一般的故障发出报警信号，对严重故障发出跳闸信号，同时上送至SVC监控系统。冷却系统的监控部分采用一用一备模式（即PLC1及PLC2），冷却系统采集以下信息：冷却水流量、供水压力、主泵进口压力、供水温度、回水温度、缓冲罐压力、缓冲罐液位、主循环泵状态、风机状态等等。
3、水冷系统常见故障
（1）传感器故障。水冷监控系统中包含了大量的传感器，用于监测水冷系统的流量、压力、电导率、液位等等运行状态，在日常运维中会发现偶有出现传感器测量异常导致误报故障或故障未能及时发现的情况，这就要求运维人员要做好日常的检查巡视，对比水冷监控系统数据与现场实际数据，同时专业技术人员按定检周期做好相关设备的定期检验工作，从双方面确保水冷监控系统数据的正确性。
控制单元故障或通讯中断。水冷系统的启停主要由水冷监控系统的控制单元PLC控制，主备PLC的切换也是由PLC的运行状态决定。该水冷系统控制单元采用西门子S7 300系列，人机界面为SIMATIC OP 177B型，运行状态分为运行、停止、编程三种状态，当运行的主PLC故障时，可自动切换至备用的PLC单元工作，避免因水冷系统控制单元故障，导致SVC系统跳闸。控制单元负责采集水冷系统的相关数据传送给SVC监控系统，因此通信系统的可靠性直接关系到SVC监控保护系统能否可靠运行。
（2）风机故障。该水冷系统采用水-风冷却的模式，设置了9组共27台风机，根据负荷、温度情况风机自动启停，加强降温效果。当风机出现故障，未能正常启动时，需要检查风机控制回路以及风扇电机工作情况，必要时及时更换整组风机，确保冷却效果。
（3）电源故障。当交流动力电源一路掉电时，发出故障报警信号，交流动力电源两路掉电时，发出跳闸信号。直流控制电源一路掉电，发出水冷控制系统故障报警信号，两路掉电发出跳闸信号。因此当SVC监控系统告警报电源故障时，应高度重视，检查检查电源情况，迅速恢复电源供电，防止SVC系统因电源故障导致设备跳闸。
（4）主水管道、阀门漏水。管道、阀门漏水往往是管道设计或安装质量不良导致，在建设初期就必须把好质量关，在运维过程中可通过加装漏水检测装置，特别是晶闸管阀组采用软管连接的，软管在高温、高压下容易老化、破裂、脱落，从而造成水冷系统漏水，必须针对此类隐患加强监视。
4、结语
水冷系统是SVC系统安全可靠运行的重要保证，在现场运维过程中应加强重视，重视相关故障告警信息，保证日常的巡视及定期检验工作，通过现场改善等多种方式增加水冷系统监视手段，积累经验，提高水冷系统运行可靠性，减少由于水冷系统故障导致SVC设备故障或停运。
参考文献：
【1】浅谈电力系统中无功补偿的重要性，孙亚男，夏纪刚，《内蒙古石油化工》2006年第6期。
【2】SVC水冷却系统技术浅析，高鹏，许园园，《东北电力技术》2013年第12期
论文作者:韦鑫
论文发表刊物:《基层建设》2018年第30期
论文发表时间:2018/11/13
标签：水冷论文; 系统论文; 故障论文; 监控系统论文; 电网论文; 可靠性论文; 风机论文; 《基层建设》2018年第30期论文;