1000千伏串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置運(yùn)維管理模式研究

侯永亮

【摘 要】本文以1000千伏特高壓長(zhǎng)治站長(zhǎng)南I線串補(bǔ)為基礎(chǔ)，通過(guò)研究特高壓串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置運(yùn)維管理模式，提出了串補(bǔ)裝置運(yùn)行及維護(hù)基本要求以及運(yùn)行維護(hù)方式和方法，對(duì)于指導(dǎo)后續(xù)工程特高壓串補(bǔ)裝置運(yùn)行維護(hù)工作具有極其重要的意義。

【關(guān)鍵詞】變電站；串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置；運(yùn)維管理

一、1000千伏串補(bǔ)裝置設(shè)備的特點(diǎn)

采用固定式串補(bǔ)裝置，額定電流5080A，額定容量1500Mvar/側(cè)，補(bǔ)償度為20%/側(cè)，采用單平臺(tái)布置方式；每相電容器組由8個(gè)電容器塔組成，共896個(gè)單元，一組共2688支電容器；MOV額定電壓169.7kV，保護(hù)水平2.3p.u，不含備用的每相MOV并聯(lián)單元數(shù)為15個(gè)，可吸收能量68.7MJ，備用5個(gè)；火花間隙系統(tǒng)故障電流承載能力為63kA，額定電壓98.4kV，觸發(fā)允許電壓250kV，工頻自放電電壓352kV；額定電感1.683mH，額定電阻4.5，故障電流和電容器放電電流承載能力為170kA，阻尼率≤0.5；單斷口結(jié)構(gòu)，額定電壓1100kV，端口電壓245kV，額定電流6300A，額定旁路關(guān)合電流200kA，短時(shí)耐受電流63kA、2S，峰值耐受電流170kA；采用三柱水平雙斷口翻轉(zhuǎn)式隔離開(kāi)關(guān)，兩側(cè)不帶接地刀閘，其靜觸頭上專門(mén)設(shè)置了能開(kāi)合6300A、7000V的母線轉(zhuǎn)換電流的引弧觸頭及小型真空斷路器裝置，斷口間耐壓按550kV系統(tǒng)耐壓設(shè)計(jì)；絕緣平臺(tái)尺寸27m×12.5m，高度11.47m，荷重≤100噸，額定電壓1100kV。

二、1000千伏串補(bǔ)裝置運(yùn)行維護(hù)工作手段

2.1實(shí)施智能機(jī)器人巡檢系統(tǒng)

為強(qiáng)化1000千伏串補(bǔ)裝置運(yùn)行維護(hù)管理，建議配置串補(bǔ)裝置機(jī)器人智能巡檢系統(tǒng)，負(fù)責(zé)1000千伏串補(bǔ)裝置運(yùn)行巡檢、紅外測(cè)溫等。

2.2實(shí)施串補(bǔ)裝置固定式紅外測(cè)溫裝置

1000千伏串補(bǔ)裝置因?yàn)槠脚_(tái)高，人工使用紅外測(cè)溫裝置對(duì)串補(bǔ)平臺(tái)上設(shè)備進(jìn)行測(cè)溫難度較大，無(wú)法實(shí)施。為解決該問(wèn)題，建議設(shè)置固定式紅外測(cè)溫裝置，實(shí)現(xiàn)串補(bǔ)裝置紅外及可見(jiàn)光24小時(shí)監(jiān)視及比對(duì)分析功能。固定式紅外測(cè)溫裝置，即在串補(bǔ)裝置設(shè)備區(qū)選擇合適部位安裝固定式紅外攝像頭，一般安裝于串補(bǔ)裝置設(shè)備區(qū)龍門(mén)架或獨(dú)立避雷針等。

2.3開(kāi)展監(jiān)控后臺(tái)重點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視

鑒于串補(bǔ)裝置信號(hào)的重要性，建議在監(jiān)控后臺(tái)設(shè)置專門(mén)畫(huà)面，對(duì)重點(diǎn)數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)視。全面梳理監(jiān)控后臺(tái)串補(bǔ)裝置遙測(cè)、遙信、在線監(jiān)測(cè)以及現(xiàn)場(chǎng)巡視重點(diǎn)運(yùn)行數(shù)據(jù)，在監(jiān)控后臺(tái)制作重點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視畫(huà)面，將主要數(shù)據(jù)制作成簡(jiǎn)潔的“鷹眼”界面，使得監(jiān)測(cè)量、監(jiān)測(cè)值與標(biāo)準(zhǔn)值在監(jiān)視界面中對(duì)比顯示，并設(shè)置越限告警功能，確保重點(diǎn)數(shù)據(jù)“不越雷池”，確保了運(yùn)行設(shè)備的可控、在控。

2.4開(kāi)展電流互感器、電壓互感器數(shù)據(jù)在線診斷分析

電流互感器、電壓互感器數(shù)據(jù)在線診斷分析是對(duì)重點(diǎn)數(shù)據(jù)監(jiān)視的一種有效補(bǔ)充手段，包括監(jiān)控后臺(tái)在線運(yùn)行診斷和繼電保護(hù)裝置在線運(yùn)行診斷兩部分，其中監(jiān)控后臺(tái)在線運(yùn)行診斷部分在監(jiān)控后臺(tái)實(shí)施完成，繼電保護(hù)裝置在線運(yùn)行診斷部分為保護(hù)裝置的固化邏輯功能。

監(jiān)控后臺(tái)利用監(jiān)控采集到的各PT遙測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算，實(shí)現(xiàn)對(duì)長(zhǎng)南I線線路側(cè)PT以及長(zhǎng)南I線串補(bǔ)側(cè)PT電壓不平衡度監(jiān)測(cè)和PT電壓幅值越限監(jiān)測(cè)兩種功能，達(dá)到對(duì)串補(bǔ)電壓運(yùn)行狀態(tài)的在線診斷目的。在監(jiān)控后臺(tái)利用采集到的CT不平衡電流遙測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)置的不平衡電流定值進(jìn)行比較，超過(guò)定值報(bào)“CT異?！眻?bào)警信息。

單相電壓不平衡度監(jiān)測(cè)功能：通過(guò)將1000千伏電壓等級(jí)同相的PT電壓值折算至500千伏電壓等級(jí)，然后將各PT電壓值相互比較計(jì)算得出不平衡度，若某PT不平衡度超過(guò)報(bào)警值時(shí)監(jiān)控后臺(tái)將發(fā)出“PT異常”報(bào)警信息。由于PT特性的差異、測(cè)控裝置采樣誤差等因素的影響，各PT電壓值存在誤差，為減少誤差值對(duì)該判據(jù)精度的影響，采取在各電壓等級(jí)同相PT遙測(cè)值按照長(zhǎng)治站主變變比折算至500千伏電壓等級(jí)后，將所有同相PT電壓值取平均值算出長(zhǎng)治站該相電壓參考值，用各PT電壓值與長(zhǎng)治站電壓參考值的差值除以電壓參考值得出電壓不平衡度，不平衡度定值為2%。

三相電壓不平衡監(jiān)測(cè)功能：由于1000千伏長(zhǎng)南I線串補(bǔ)電容器組的影響，1000千伏串補(bǔ)線路側(cè)PT與串補(bǔ)母線側(cè)PT存在隨負(fù)荷電流變化的壓差，若采用上述功能單相電壓的判據(jù)誤差較大。因此對(duì)于1000千伏串補(bǔ)線路側(cè)PT采用三相電壓不平衡監(jiān)測(cè)方法，通過(guò)任意兩相電壓幅值差的絕對(duì)值與其中一相的電壓幅值相比計(jì)算出不平衡度，當(dāng)不平衡度大于定值監(jiān)控報(bào)警，不平衡度定值為1%。

電壓幅值越限監(jiān)測(cè)功能：通過(guò)在監(jiān)控后臺(tái)設(shè)定各電壓等級(jí)PT的上、下限值，當(dāng)某PT越限值時(shí)發(fā)報(bào)警信號(hào)。電壓等級(jí)1000千伏，上限值1060千伏，下限值980千伏。

三、1000千伏串補(bǔ)裝置運(yùn)行巡視工作內(nèi)容及要求

電容器組巡檢：在監(jiān)控系統(tǒng)后臺(tái)檢查電容器組的負(fù)荷電流及不平衡電流無(wú)異常；利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡檢查電容器無(wú)滲漏和鼓肚現(xiàn)象；利用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡檢查電容器外殼及瓷瓶清潔、無(wú)裂紋、無(wú)銹蝕、無(wú)放電；利用固定式紅外測(cè)溫裝置檢查電容器溫度無(wú)異常；電容器上無(wú)異物、無(wú)鳥(niǎo)巢；電容器接頭罩齊全完好；支柱絕緣子完好無(wú)損。

金屬氧化物限壓器（MOV）巡視：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，檢查MOV瓷套表面無(wú)燒傷和損壞；利用固定式紅外測(cè)溫裝置檢查MOV溫度無(wú)異常。

火花間隙巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，檢查火花放電間隙無(wú)雜物、無(wú)鳥(niǎo)巢。

阻尼裝置巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，阻尼電抗器、阻尼電阻器外觀清潔、無(wú)閃絡(luò)痕跡；阻尼電抗器無(wú)鳥(niǎo)巢。

電流互感器巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，外觀清潔、無(wú)損壞、無(wú)雜物、無(wú)閃絡(luò)、無(wú)滲漏痕跡。

絕緣子、光纖柱、絕緣平臺(tái)及爬梯巡檢：用圖像監(jiān)控系統(tǒng)或望遠(yuǎn)鏡對(duì)其進(jìn)行外觀檢查，平臺(tái)上無(wú)雜物，平臺(tái)上圍欄門(mén)閉鎖好，平臺(tái)上測(cè)量采集箱及間隙控制箱門(mén)關(guān)閉良好；光纖柱、支柱絕緣子及斜拉絕緣子無(wú)閃絡(luò)痕跡、破損、裂紋、放電；爬梯收回，閉鎖裝置完好。

旁路斷路器巡檢：瓷套清潔無(wú)斷裂、裂紋、損傷、放電現(xiàn)象，瓷套表面清潔無(wú)污穢；監(jiān)控后臺(tái)分合閘位置與機(jī)械、電氣指示位置一致，并與實(shí)際運(yùn)行方式相符；SF6氣體壓力值正常；操作機(jī)構(gòu)儲(chǔ)能正常等。

四、1000千伏串補(bǔ)裝置維護(hù)管理模式

以1000千伏串聯(lián)電容器組為例：觀察電容器無(wú)滲漏、接頭無(wú)變色，母線及引線無(wú)過(guò)熱；檢查瓷絕緣無(wú)破損裂紋、放電痕跡，表面清潔，無(wú)異物、鳥(niǎo)巢；設(shè)備外表涂漆無(wú)變色，外殼無(wú)鼓肚、膨脹變形，接縫無(wú)開(kāi)裂、滲漏油現(xiàn)象，內(nèi)部無(wú)異常聲響等。

五、結(jié)論

本文通過(guò)對(duì)1000千伏串聯(lián)電容器補(bǔ)償裝置運(yùn)行維護(hù)管理模式研究，提出了特高壓串補(bǔ)裝置運(yùn)行管理模式和檢修管理模式，為后續(xù)特高壓串補(bǔ)運(yùn)維管理提供了參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]預(yù)防配電線路并聯(lián)電容器操作過(guò)電壓的措施[J].鄒新軍.電子技術(shù)與軟件工程.2014（08）

[2]并聯(lián)電容器低電壓保護(hù)[J].王寶慶.農(nóng)村電氣化.2011（02）

（作者單位：國(guó)網(wǎng)山西省電力公司）