随着社会的进步, 电网对高质量、高可靠性的电能供应提出了越来越高的要求, 10kV静止型动态无功补偿装置SVC对10kV系统的安全运行, 对提高系统的稳定性和可靠性起着非常重要的作用。SVC主要包括下面内容:工作原理, 主要构成, 作用。
SVC (Static Var Compensator) 是一个动态的无功源。SVC的显著特点是能快速, 连续地对波动性负荷进行补偿, 有效地抑制系统电压波动和闪变。同时滤除系统中的高次谐波。并通过分相调整改善系统的三相平衡度。根据接入电网的要求, 它可以向电网提供无功 (容性) , 也可以吸收电网多余的无功 (感性) 。把电容器组 (通过滤波器组) 接入电网, 就可以向电网提供无功。当电网不需要太多的无功时, 这此多余的无功, 就由一个并联的空心电抗器来吸收。
图1所示为TCR+FC型静补装置 (TCR, 晶闸管控制电抗器) 的原理图。图中。
深圳供电局首台SVC装置安装于220kV象山站10kV 1M, 此静止无功补偿系统SVC装置主要由以下设备构成: (1) 开关柜 (包括断路器、隔离开关、接地开关、互感器、开关保护) ; (2) 线性 (空心) 电抗器; (3) 可控硅阀组; (4) 固定电容器组; (5) 滤波器组; (6) 阀组冷却水处理系统; (7) SV C二次控制及保护系统。
220kV象山站共有4台主变, 每台主变变低有1条母线, 共有4条10kV母线, 每条母线配置6组电容器组。10kV2M、3M、4M所有电容器组都接入AVC控制回路中。10kV1M电容器组由SVC装置的控制。通过比较可以发现以下几方面。
(1) 以1 0k V 2M母线运行情况, A V C (A utomatic V oltage Control) 控制投切电容器组为例。
10kV 2M母线通过AVC频繁投切电容器组, 响应速度慢, 调节性能差。母线电压经常在10.1kV~10.7kV之间, 实际每天电压波动为6%, 过大的电压波动使供电质量下降, 使得用电设备的可靠性和稳定性, 技术效益和工作效率受到不良影响。电容器组投切频繁, 易造成电容器单元损坏和缩短开关寿命, 增加运行维护成本。
(2) SVC装置投运后10kV 1M母线运行情况。
SVC装置于2008年8月7日正式投入试运行。投入的SVC装置以稳定10kV 1M母线的电压为目标, 通过调节无功稳定系统电压, 改善供电质量。运行将电压定值设定为10.5kV, 运行情况如下:在负荷高峰和一般负荷运行情况下, SVC出力在200A~800A之间, 此时系统10kV 1M电压稳定在10.5kV, 电压调节精度误差<0.01kV;在夜间部分时段和中午12时至13时和下午17时至18时SVC接近满载运行, 有时在负载极轻的情况下, SVC出力达到最大, 由于TCR容量已达限值, 无法吸收系统多余无功, 此时系统电压会上升, 最大可上升到10.6kV。电压波动稳定在1%内。
(3) SVC装置和AVC装置的特点对比。
1) SVC的运行特点。
(1) 改善电压调整, 提高电压稳定度, 使每天电压波动小于1%; (2) 静止型, 其主要部件无主转动部分; (3) 动态补偿, 其反应速度很快, 能及时跟踪无功功率快速变化做出变化, 达到控制目标; (4) 具有响应速度快、调节性能好、运行损耗和维护费用低。
2) AVC的特点。
(1) 全网协调优化计算, 保证电网安全稳定运行; (2) 控制方式灵活通用, 保证电压和电网关口功率因数合格; (3) 实时运行安全可靠; (4) 优化网损, 即尽可能减少线路无功传输、降低电网因无功潮流不合理引起的有功损耗。
(4) 以一日内10kV 1M (SVC) 和10kV2M (AVC) 电压变化曲线。
如图2为220kV象山站SVC控制的10kV1M电压曲线, 曲线平坦。如图3为AVC控制的10kV 2M电压曲线, 曲线变化大。图2、图3对比后可看出SVC控制的10kV 1M电压曲线要平坦, 电压一直稳定在10.5kV, 说明了SVC对区域控制电压水平很有效, 达到理想电压水平;而AVC对整个电网的综合控制有效, 能有效保证电压合格。
(1) SV C开关合闸时要先投入冷却系统, 才能投入SVC, 否则会烧坏可控硅。
(2) SVC开关分闸时要先切除所有电容器组, 使用SVC总电流值接近0, 保证系统的稳定, 否则会对系统的冲击很大。
(3) 运行中要注意冷却系统的运行情况, 及时补充内水的纯水, 同时加水时注意纯水的电导率, 否则会引起电导率高跳闸。
(4) 保证SVC室的散热, 使可控硅能良好运行。
(5) SVC开关分合闸在SVC控制室进行操作。调度远方及站内综自电脑最好不要操作 (容易损坏TCR装置) , 除非事故情况下。
SVC装置出现故障最多的就是冷却系统 (过滤器、冷却塔、进水温度传感器、纯水导率) , 还有一些二次故障, 一次可控硅烧坏故障。下面就针对水冷系统故障展开分析。
(1) 2010年3月30日纯水温度高, SVC水冷系统停运跳闸。初步判断原因是由于付水过滤器堵塞, 导致水泵压力偏大, 造成过滤器损坏变形, 造成外水流水不畅, 不能很好的起到冷却作用, 造成跳闸;次因, 外水来自生活用水, 里面含有大量泥土和沙, 杂质太多, 造成堵塞。
(2) 2010年4月5日纯水水温近露点动作、冷却器故障信号, SVC水冷系统停运跳闸。初步判断原因是由于进水温度传感器存在质量问题;次因, 传感器长时间在高温运行造成老化。
(3) 2010年5月6日纯水温度高, 水冷系统停运跳闸。初步判断原因是由于外水冷却塔长时间暴露在空气中, 经过日晒雨淋, 老化破损, 造成冷却效果不佳, 不能很好冷却;
SV C装置运行以来, 工作稳定, 系统可运行率达98%以上, 大大改善电压, 电压稳定度大大提高, 电压质量大大提升, 提高了广大用户的满意度, 受到了广大用户的赞扬。同时提高电网运行的经济效益和电压质量, 使我局在新技术的应用上又上了一个新的台阶。
(1) 对SV C装置水冷却系统及散热条件改善的个人建议。
(1) 加强水冷系统的巡视力度和改善巡视办法, 并且要准备好备品, 方便检修处理。
(2) 采用优质的水冷系统进水温度传感器, 并要求对其他容易损坏的附件提供备品, 以便及时检修设备;并对现场运行人员和检修人员进行培训, 能及时更换, 保证SVC能尽快运行。
(3) 对付水过滤器进行改造, 在原来基础上, 增加带阀门的一个付水过滤器, 可以在不影响过滤的情况下随时拆下, 进行清洗。
(4) 象山站为多雨天气, 冷却塔露天放置 (如图4所示) , 因雨水中有细泥和沙土等污物, 容易引起过滤器堵塞现象, 建议增加一个备用冷却塔, 把两个冷却塔抬高离开地面1.5m, 同时在冷却塔与冷却器室中间增加一个蓄水过滤池, 如图5所示。
(5) SVC室增加自动抽风系统及空调系统, 改善冷却效果。
(2) 个人建议在可控硅周围加装冷却装置, 如大功率的风扇等;现在只有纯水冷却。
(3) 个人建议SV C装置在深圳供电局重要负荷的区域 (对电压要求非常严格的地方) 推广应用, 因为现在对高品质的新产品要求越来越高。
摘要：由于10kV系统直接面对用户对电压的要求很高, 需要有很稳定的电压质量, 10kV静止型动态无功补偿装置SVC能很好的解决以上问题, 保证对用户可靠稳定的供电。本文介绍了10kV静止型动态无功补偿装置SVC工作原理, 并结合220kV象山站的实际情况, 分析本站SVC主要构成, 并对比了已安装SVC的母线与安装AVC的母线电压的变化曲线分析其作用。对SVC装置在运行中出现的故障情况进行统计分析, 并提出个人改进建议。
关键词：工作原理,主要构成,应用,异常
[1] 变电站.SVC运行规程.
[2] 南京南端继保电气有限公司编写.SVC工程运行人员手册, 版本1.0.
[3] 西安电力电容器研究所编写.SVC补偿原理及应用.
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