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基于無功補償設備運行的管理

發布時間:2019-04-27    訪問:522

    電壓無功是電力系統運行的重要參數,在無功補償設備管理當中采用科學的方法進行管理能確保區域電網的無功平衡。本文分析了無功補償設備運行的管理對電壓質量影響的原因,從無功補償設備的運行、維護等方面提出了改善電壓質量的措施。

    1 影響電壓質量的主要因素

    電網在運行過程中,各種各樣的外界因素會對電壓造成干擾,其原因主要包括以下幾方面內容:當電網運行過程中運行方式發生改變時,功率的分布也會受到影響而發生改變,電網阻抗隨即也發生改變,造成電壓出現升高或降低的不穩定情況;外界環境因素也會對電壓造成影響,比如負荷波動也會對電壓造成影響,造成高負荷狀態下電壓偏低;用電單位采用“死補”來安裝無功補償電容器,遇到用電高峰期就會造成電壓的不斷變動。我們可以看到,無功功率對供電電壓偏差的影響非常大,應引起我們的極大重視。

    2 加強無功設備管理,提高電網電壓質量

    電壓調整是電力系統中一項十分復雜而又長遠的問題,需要在很多方面加大管理力度。在實踐的不斷檢驗中,我國總結出了一些無功優化的方式方法來提高電力系統的功率因數,利用這些方法減少了電能損耗,從而提高了電壓質量。

    2.1 嚴格控制電容器的運行電壓、溫度和電流

    以電介質為工作媒介的電容器的設計一般是按照變電站現場的使用條件在切實可行的基礎上尋求利益最大化,經濟實惠的一種方案。在額定電壓下,其介質中的電場強度非常高,所以在運行中應嚴格控制電容器的電壓數值。

    從電容器的無功功率公式Q=ωcU2我們可以看到,Q與U2成正比關系,所以如果運行電壓超過額定值就會造成電容器超過負荷,運行中電壓比額定值偏低,就會降低無功出力。所以在電容器運行的過程中,一定要做到對電容器運行電壓的密切監視,如果電壓曲線超過上限值就要立即退出電容器。當然,在電容器組選型的時候要考慮到系統正常運行時的電壓曲線,這樣才能選擇到額定電壓適合的電容器組,避免電容器出現過電壓運行的情況。另外,在電容器的選擇上還要選擇電容值差別小的串聯在同一個相上,這樣就能減少電容器長時間處于過電壓的狀態。

    國家規定標準電容器必須在有效值為額定電流1.3倍的穩定電流下才能正常運行。電容器與變壓器和發電機等其它部分的電氣設備不同,它通常情況下都是處在超負荷的狀態,而電容器也不能從這種變化中受到益處。另外,電容器的絕緣介質是在較高場強下運行的,長時間在高溫度和高場強下運行,就會對電容器造成損害。

    2.2 做好電容器的巡視檢查工作

    電容器在運行過程中會出現故障造成不能正常使用,所以運行人員要對電容器組進行定期巡視和檢查,如果電容器組出現重大及以上缺陷應立即退出運行,避免電力事故(事件)的發生。

    電容器的巡視檢查工作應分為兩種:

    一種是正常巡視檢查,應從電容器本體、接頭、連接線、放電線圈及電容器基礎等方面著手:①檢查電容器的外殼部分是否出現滲漏現象,運行時是否有異常響聲。②有時候外殼會出現鼓肚子情況,這就要及時檢測,看外殼的膨脹量是否超出了正常熱脹冷縮的彈性限度。③有些室外電容器組在使用時沒有涂上冷梓,對于這些要認真檢查看外殼的油漆是否出現脫落或生銹解決,如果出現上述狀況,要及時涂上冷梓進行解決。④檢查套管是否完整清潔,上面是否存在裂紋和漏電的情況。⑤由于電容器回路中任何位置的連接處出現問題都會引起電容器溫度過高或者場強過高而出現損壞,嚴重的情況會對整個設備運行造成威脅,所以要定期檢查連接線的接頭位置是否出現松動、斷線或者脫落,銅鋁過度線夾有無過熱變色,接線板有無變色、溫度是否正常,這樣就能有效避免事故的發生。⑥如果是在室外運行的電容器組,要定期檢查基礎是否下沉,構架有無銹蝕、裂紋,放電線圈套管有無破裂放電現象,放電線圈本體有無滲油現象,支持絕緣子瓷瓶是否完好整潔。⑦加強對電容器配套設施的檢查,這些配套設備主要包括斷路器、互感器、隔離開關、繼電器和信號裝置等。

    另一種是特殊巡視檢查:①過電壓運行時,檢查單個電容連接線及接頭是否有發熱現象,電容器是否有異常響聲、閃絡現象,并記錄電流、運行時間等,接線板溫度正常,電容器外殼是否變形,溫度是否正常。②大風大雪天氣時,檢查電容器上有無積雪、冰水現象,以防造成接地短路;檢查室外電容器附近有無被吹飛起的雜物,防止吹落至電容器帶電部分。③雷擊后,檢查電容器絕緣子有無破損、裂紋及放電痕跡,導線有無斷脫和松動現象。④大霧、小雨、小雪天氣時,檢查絕緣子有無電暈和放電現象。⑤電容器跳閘后,應檢查電容器本體有無爆炸、漏油、鼓肚,引線、接頭等有無放電、短路或電弧燒傷痕跡,支持絕緣子有無破損、裂紋、閃絡放電痕跡或短路、電弧燒傷痕跡,熔斷器是否熔斷。

    在運行過程中,電容器缺陷的發生是較為頻繁的,所以電容器的巡視檢查工作顯得格外重要。

    2.3 做好電壓的監測管理工作,保證電壓合格率,提高電能質量

    ①正確監測電壓,保證電壓合格率。在對電壓進行監測時,要選擇適當的監測裝置,這是電壓監測工作取得成功的關鍵因素。電壓監測裝置應具備監測、分析、記憶、查詢、參數設置等功能,滿足電壓管理人員對數據收集及分析的要求。運行人員對母線電壓進行監測時,應嚴格執行調度機構下達的電壓曲線要求,母線電壓超過允許的限值時應及時采取相應的調壓措施,將電壓控制在合理的范圍內。

    ②10kV線路的自動無功補償裝置的控制系統可以分為兩個部分,一個是智能控制器,另一個是微機。一般情況下,無功補償裝置安裝在10KV線路的超負荷區段,這樣能夠保證10kV線路無功功率的自動攻擊,進一步提高線路首端功率因數、降低線路損耗。而且隨著線路末端電壓的改善,該裝置對提高線路輸送有功功率的能力也有著促進作用。另外,控制器可以有效采集電流,對電容器組也是一種保護。

    對電壓的有效監測能夠確保電壓的合格率,切實提高電能質量。

    3 調整電壓的措施

    3.1采用正確的調壓方式進行手動調壓

    變電站電壓的無功綜合控制方式、方法有很多,按照母線電壓和無功功率的運行情況對電壓和無功功率進行綜合控制,綜合利用調整變壓器有載分接開關和投切并聯電容器組兩種手段將母線電壓控制在限值允許的范圍之內。如果電壓超過允許的偏差范圍,就要采取相應措施調節電壓。當母線電壓低于規定下限時,首先要投入電容器,如果不能達到一定效果就調整變壓器檔位,同樣如果母線電壓高于上限,應先調整變壓器檔位,若不行就停運電容器。

    3.2 使用電容器組自動投切裝置進行調壓

    在電容器組使用中,目前仍大量采用手動的方式進行調壓。根據負荷功率因數的變化采取手動投切補償電容器裝置來將功率因數調整到規定的數值。手動的最大缺陷就是補償很不穩定,不是不夠就是欠缺,不能帶來較好的投切效果,甚至會對電容器的使用壽命造成威脅。而采用無功補償自動投切電容裝置就可以彌補這一缺陷,在擴大了電源的感性負載能力的同時,大大降低了對無功功率的需求,提高了整個系統的功率因數。

    電壓無功自動控制(AVC)系統是近年來新興的自動調壓系統,該系統通過調度自動化系統對各節點遙測、遙信等實時數據進行有效采集,并進行數據分析和計算。根據分析的結果可以進行在線電壓無功優化控制,最終達到主變分接開關調節次數最少、電容器投切最合理的效果,不斷提高電壓合格率和減少輸電網線損率。合理使用AVC系統能極大地提高電壓調整的及時性和可靠性,有效地提高區域電網的電壓控制水平,降低運行人員的工作強度。

    結語

    電壓無功管理是電力系統中一項復雜而繁瑣的基礎工作,不僅要開展無功補償的設備管理工作,還要對實時變化的電壓曲線進行監測分析。只有通過對區域電網中每一段母線的電壓進行有效控制,才能實現電網無功潮流優化,提高電網運行可靠性,提高電網經濟運行能力。

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