1000千伏串联电容器补偿装置运维管理模式研究

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　　【摘 要】本文以1000千伏特高压长治站长南I线串补为基础，通过研究特高压串联电容器补偿装置运维管理模式，提出了串补装置运行及维护基本要求以及运行维护方式和方法，对于指导后续工程特高压串补装置运行维护工作具有极其重要的意义。
　　【关键词】变电站；串联电容器补偿装置；运维管理
　　一、1000千伏串补装置设备的特点
　　采用固定式串補装置，额定电流5080A，额定容量1500Mvar/侧，补偿度为20%/侧，采用单平台布置方式；每相电容器组由8个电容器塔组成，共896个单元，一组共2688支电容器；MOV额定电压169.7kV，保护水平2.3p.u，不含备用的每相MOV并联单元数为15个，可吸收能量68.7MJ，备用5个；火花间隙系统故障电流承载能力为63kA，额定电压98.4kV，触发允许电压250kV，工频自放电电压352kV；额定电感1.683mH，额定电阻4.5，故障电流和电容器放电电流承载能力为170kA，阻尼率≤0.5；单断口结构，额定电压1100kV，端口电压245kV，额定电流6300A，额定旁路关合电流200kA，短时耐受电流63kA、2S，峰值耐受电流170kA；采用三柱水平双断口翻转式隔离开关，两侧不带接地刀闸，其静触头上专门设置了能开合6300A、7000V的母线转换电流的引弧触头及小型真空断路器装置，断口间耐压按550kV系统耐压设计；绝缘平台尺寸27m×12.5m，高度11.47m，荷重≤100吨，额定电压1100kV。
　　二、1000千伏串补装置运行维护工作手段
　　2.1实施智能机器人巡检系统
　　为强化1000千伏串补装置运行维护管理，建议配置串补装置机器人智能巡检系统，负责1000千伏串补装置运行巡检、红外测温等。
　　2.2实施串补装置固定式红外测温装置
　　1000千伏串补装置因为平台高，人工使用红外测温装置对串补平台上设备进行测温难度较大，无法实施。为解决该问题，建议设置固定式红外测温装置，实现串补装置红外及可见光24小时监视及比对分析功能。固定式红外测温装置，即在串补装置设备区选择合适部位安装固定式红外摄像头，一般安装于串补装置设备区龙门架或独立避雷针等。
　　2.3开展监控后台重点数据监视
　　鉴于串补装置信号的重要性，建议在监控后台设置专门画面，对重点数据进行监视。全面梳理监控后台串补装置遥测、遥信、在线监测以及现场巡视重点运行数据，在监控后台制作重点数据监视画面，将主要数据制作成简洁的“鹰眼”界面，使得监测量、监测值与标准值在监视界面中对比显示，并设置越限告警功能，确保重点数据“不越雷池”，确保了运行设备的可控、在控。
　　2.4开展电流互感器、电压互感器数据在线诊断分析
　　电流互感器、电压互感器数据在线诊断分析是对重点数据监视的一种有效补充手段，包括监控后台在线运行诊断和继电保护装置在线运行诊断两部分，其中监控后台在线运行诊断部分在监控后台实施完成，继电保护装置在线运行诊断部分为保护装置的固化逻辑功能。
　　监控后台利用监控采集到的各PT遥测数据进行计算，实现对长南I线线路侧PT以及长南I线串补侧PT电压不平衡度监测和PT电压幅值越限监测两种功能，达到对串补电压运行状态的在线诊断目的。在监控后台利用采集到的CT不平衡电流遥测数据与设置的不平衡电流定值进行比较，超过定值报“CT异常”报警信息。
　　单相电压不平衡度监测功能：通过将1000千伏电压等级同相的PT电压值折算至500千伏电压等级，然后将各PT电压值相互比较计算得出不平衡度，若某PT不平衡度超过报警值时监控后台将发出“PT异常”报警信息。由于PT特性的差异、测控装置采样误差等因素的影响，各PT电压值存在误差，为减少误差值对该判据精度的影响，采取在各电压等级同相PT遥测值按照长治站主变变比折算至500千伏电压等级后，将所有同相PT电压值取平均值算出长治站该相电压参考值，用各PT电压值与长治站电压参考值的差值除以电压参考值得出电压不平衡度，不平衡度定值为2%。
　　三相电压不平衡监测功能：由于1000千伏长南I线串补电容器组的影响，1000千伏串补线路侧PT与串补母线侧PT存在随负荷电流变化的压差，若采用上述功能单相电压的判据误差较大。因此对于1000千伏串补线路侧PT采用三相电压不平衡监测方法，通过任意两相电压幅值差的绝对值与其中一相的电压幅值相比计算出不平衡度，当不平衡度大于定值监控报警，不平衡度定值为1%。
　　电压幅值越限监测功能：通过在监控后台设定各电压等级PT的上、下限值，当某PT越限值时发报警信号。电压等级1000千伏，上限值1060千伏，下限值980千伏。
　　三、1000千伏串补装置运行巡视工作内容及要求
　　电容器组巡检：在监控系统后台检查电容器组的负荷电流及不平衡电流无异常；利用图像监控系统或望远镜检查电容器无渗漏和鼓肚现象；利用图像监控系统或望远镜检查电容器外壳及瓷瓶清洁、无裂纹、无锈蚀、无放电；利用固定式红外测温装置检查电容器温度无异常；电容器上无异物、无鸟巢；电容器接头罩齐全完好；支柱绝缘子完好无损。
　　金属氧化物限压器（MOV）巡视：用图像监控系统或望远镜对其进行外观检查，检查MOV瓷套表面无烧伤和损坏；利用固定式红外测温装置检查MOV温度无异常。
　　火花间隙巡检：用图像监控系统或望远镜对其进行外观检查，检查火花放电间隙无杂物、无鸟巢。
　　阻尼装置巡检：用图像监控系统或望远镜对其进行外观检查，阻尼电抗器、阻尼电阻器外观清洁、无闪络痕迹；阻尼电抗器无鸟巢。
　　电流互感器巡检：用图像监控系统或望远镜对其进行外观检查，外观清洁、无损坏、无杂物、无闪络、无渗漏痕迹。
　　绝缘子、光纤柱、绝缘平台及爬梯巡检：用图像监控系统或望远镜对其进行外观检查，平台上无杂物，平台上围栏门闭锁好，平台上测量采集箱及间隙控制箱门关闭良好；光纤柱、支柱绝缘子及斜拉绝缘子无闪络痕迹、破损、裂纹、放电；爬梯收回，闭锁装置完好。
　　旁路断路器巡检：瓷套清洁无断裂、裂纹、损伤、放电现象，瓷套表面清洁无污秽；监控后台分合闸位置与机械、电气指示位置一致，并与实际运行方式相符；SF6气体压力值正常；操作机构储能正常等。
　　四、1000千伏串补装置维护管理模式
　　以1000千伏串联电容器组为例：观察电容器无渗漏、接头无变色，母线及引线无过热；检查瓷绝缘无破损裂纹、放电痕迹，表面清洁，无异物、鸟巢；设备外表涂漆无变色，外壳无鼓肚、膨胀变形，接缝无开裂、渗漏油现象，内部无异常声响等。
　　五、结论
　　本文通过对1000千伏串联电容器补偿装置运行维护管理模式研究，提出了特高压串补装置运行管理模式和检修管理模式，为后续特高压串补运维管理提供了参考。
　　参考文献：
　　[1]预防配电线路并联电容器操作过电压的措施[J].邹新军.电子技术与软件工程.2014（08）
　　[2]并联电容器低电压保护[J].王宝庆.农村电气化.2011（02）
　　（作者单位：国网山西省电力公司）
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