STATCOM日常運行維護探討

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摘要：2012年以來，廣東電網(wǎng)已經(jīng)發(fā)生了多次多回直流換相失敗事件。STATCOM投產(chǎn)后將有利于降低廣東電網(wǎng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險，抑制電網(wǎng)電壓閃變，提升電網(wǎng)在故障后的電壓恢復(fù)速度。文章就STATCOM換流鏈、水冷系統(tǒng)、低壓配電設(shè)備的日常巡視、定期維護及運行中的注意事項進行了介紹，形成了運行經(jīng)驗，可以為STATCOM設(shè)備的運行管理提供參考。

關(guān)鍵詞：STATCOM；運行管理；定期維護；電壓失穩(wěn)；低壓配電設(shè)備 文獻標識碼：A

中圖分類號：TM614 文章編號：1009-2374（2015）08- DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.

南方電網(wǎng)交直流混聯(lián)運行，受端交流系統(tǒng)的故障可能導(dǎo)致多回直流同時換相失敗，威脅系統(tǒng)安全。根據(jù)仿真分析，廣東46個500kV廠站三相短路、23個500kV廠站單相短路可能導(dǎo)致五回直流同時換相失敗，如故障后保護、開關(guān)拒動，可能造成重大電網(wǎng)事故。2012年以來已經(jīng)發(fā)生了多次多回直流換相失敗事件。STATCOM投產(chǎn)后將有利于降低廣東電網(wǎng)電壓失穩(wěn)風(fēng)險，抑制電網(wǎng)電壓閃變，提升電網(wǎng)在故障后的電壓恢復(fù)速度。因此對STATCOM裝置制定日常運行維護，保證STATCOM裝置的正常狀態(tài)，消除安全隱患是非常必要的。文中描述了STATCOM裝置的重要組成部分日常運維項目。

1 換流鏈的運行維護管理

1.1 日常巡視項目

（1）在換流鏈室外，有無異常的振動、聲響、氣味、冒煙；（2）在STATCOM視頻監(jiān)控系統(tǒng)，通過攝像頭觀察換流鏈室內(nèi)的情況。換流鏈室內(nèi)照明應(yīng)正常，地面無積水和異物，設(shè)備無放電、冒煙、過熱變色；（3）通過上位機，查看換流鏈室每個功率單元的狀態(tài)應(yīng)正常，直流電壓正常，運行/停止?fàn)顟B(tài)正常，無報警和故障；（4）通過上位機觀察換流鏈對應(yīng)的水冷系統(tǒng)進閥溫度、出閥溫度、供水壓力、水位、電導(dǎo)率以及流量應(yīng)正常；（5）通過上位機觀察顯示換流鏈室內(nèi)溫度范圍在10℃～35℃；（6）系統(tǒng)監(jiān)控屏、系統(tǒng)控制屏和裝置控制屏的交直流電源指示燈正常；（7）系統(tǒng)控制屏和裝置控制屏的表計顯示電壓電流與監(jiān)控系統(tǒng)相符；（8）系統(tǒng)控制屏和裝置控制屏的控制器I和控制器II狀態(tài)指示燈正常；（9）系統(tǒng)控制屏高壓合指示燈正常。

1.2 特殊巡視項目

（1）發(fā)生單元故障，更換單元后，24小時內(nèi)應(yīng)注意更換單元的狀態(tài)，以及檢查水冷系統(tǒng)壓力是否正常；（2）滿容量運行時，水冷系統(tǒng)水溫是否異常，室外引線接頭有無過熱、變色；（3）經(jīng)過檢修、改造、試驗或停用半年以上后重新投入系統(tǒng)運行后一段時間內(nèi) 檢修、改造、試驗或半年以上的停用后重新投入時，檢查冷卻水電導(dǎo)率值有無異常，是否滲漏；對換流鏈進行兩次充電，檢查單元充電電壓是否正常。

1.3 定期維護項目

（1）每年進行一次換流鏈室空調(diào)系統(tǒng)的檢查；（2）每年進行一次換流鏈的維護檢查，項目如下：絕緣子清潔；檢查功率單元電氣連接螺絲是否緊固；檢查換流鏈外觀；檢查控制屏端子是否緊固。

2 STATCOM水冷系統(tǒng)的運行維護

2.1 日常巡檢項目

（1）巡視控制柜面板上的信號燈指示是否正確；（2）檢查上位機的數(shù)據(jù)與水冷系統(tǒng)就地顯示數(shù)據(jù)是否一致；（3）檢查水冷系統(tǒng)人機界面的報警信息；（4）檢查去離子水流量是否正常；（5）檢查各壓力表讀數(shù)，與上周數(shù)據(jù)進行比較；（6）檢查主循環(huán)泵電機、風(fēng)機電機的運行噪聲、溫度等；（7）氮氣瓶壓力檢查：較接近報警限值時請盡快更換或準備新氮氣瓶；（8）對就地顯示儀表數(shù)據(jù)進行記錄。

2.2 特殊巡檢項目

發(fā)生泄漏恢復(fù)后；大風(fēng)天氣過后；經(jīng)過檢修、改造、試驗或長期停用后重新投入系統(tǒng)運行后一段時間內(nèi)，應(yīng)對水冷系統(tǒng)進行特殊巡視檢查：（1）水冷系統(tǒng)發(fā)生泄漏的地方是否有滲水現(xiàn)象，水冷系統(tǒng)壓力是否正常；（2）大風(fēng)天氣過后，觀察風(fēng)機上方是否有覆蓋物；（3）水冷系統(tǒng)檢修后，應(yīng)在24小時內(nèi)加強巡視，是否有明顯漏水，壓力和流量是否正常。

2.3 定期維護項目

（1）每年年檢期間，啟動補水泵進行補水，檢查補水泵是否有異常振動、噪聲，壓力、流量是否正常；（2）每年年檢期間，對主循環(huán)泵、風(fēng)機電機軸承的進行潤滑；（3）每年清洗板翅一次：用高壓水槍對空氣散熱器板翅污垢進行清洗，水壓在3～4bar左右，不可太高；（4）離子交換器長期使用導(dǎo)致樹脂正常耗盡后，為了滿足水冷系統(tǒng)維持極低的電導(dǎo)率，需對樹脂進行更換，廠家建議3年更換樹脂一次；（5）每年清洗或更換主循環(huán)管道濾芯；（6）廠家建議5年更換密封膠圈一次。

3 STATCOM低壓配電設(shè)備運行管理

3.1 操作方式

第一，ATS操作方式：正常情況下采取自動分、合閘方式：按控制屏確認鍵，使用方向鍵將光標移動至模式選項，按確認鍵，選擇ATS切換模式，將運行模式調(diào)整為“自動電源1”工作模式。手動操作時，要切斷所有電源（包括操作電源）后在進行，否則可能發(fā)生觸電。

手動操作方式：當(dāng)需要ATS脫扣時，將螺絲刀插入執(zhí)行機構(gòu)控制面板的T插孔，插入即可脫扣；當(dāng)需要投入ATS的A回路時，先確認ATS已經(jīng)脫扣，然后將扳手卡在執(zhí)行機構(gòu)側(cè)邊的操作軸上，向上輕推即可將A回路投入；當(dāng)需要投入ATS的B回路時，先確認ATS已經(jīng)脫扣，然后將螺絲刀插入執(zhí)行機構(gòu)控制面板的S插孔，與此同時將扳手卡在執(zhí)行機構(gòu)側(cè)邊的操作軸上，向上輕推即可將B回路投入。

檢修及事故處理時采取本地停止方式：按控制屏確認鍵，使用方向鍵將光標移動至模式選項，按確認鍵，選擇ATS切換模式，將運行模式調(diào)整為停止運行狀態(tài)。

第二，直流系統(tǒng)操作方式：（1）I、II路交流電源操作，由雙電源切換裝置分別控制兩路交流電源的切合上充電整流模塊輸入電源開關(guān)，充電整流模塊開始工作，合上控制整流模塊輸入電源開關(guān)，控制整流模塊開始工作；（2）啟動整流模塊：整流模塊在交流上電時可自啟動，如需要模塊停止工作，只需要關(guān)斷對應(yīng)的開關(guān)，再次啟動時，重新合上對應(yīng)的開關(guān)即可。模塊工作指示綠燈亮（啟動是軟啟動需3～4秒），啟動后模塊顯示輸出電壓（在模塊有A/V選擇按鈕，可進行模塊自身輸出電壓、電流顯示的切換）。充電回路由充電整流模塊提供，控制母線回路由控制整流模塊提供。然后相繼投入饋出回路開關(guān)，其對應(yīng)的指示燈亮，表明直流系統(tǒng)饋出回路接通得電；（3）蓄電池組接入回路后，投入蓄電池組總開關(guān)，電池組電壓可從液晶屏、電池電壓表上直接讀取。新投運的蓄電池及蓄電池經(jīng)放電后，一般對蓄電池進行補充電，以確保蓄電池組有足夠的容量。

第三，UPS啟動/停止程序：（1）啟動操作：開啟旁路電源空氣開關(guān)（旁路）：電源板開始工作，面板液晶開始顯示，電池欠壓燈亮，蜂鳴器長鳴；開啟整流器空氣開關(guān)（市電）：若市電輸入電源正確整流器將自動激活，面板整流器燈（RECTIFIER）亮，延時20秒后DC電壓完全建立，電池欠壓燈（BAT.LOW）及蜂鳴器告警信號解除；開啟電池空氣開關(guān)（電池）：開啟電池空氣開關(guān)，整流器開始對電池進行充電；開啟逆變器系統(tǒng)：開機時長按下面板ON按鍵1秒鐘以上，面板INVERTER燈亮，開始逆變。30秒后，合上輸出空氣開關(guān)（輸出）機器正常逆變輸出；（2）停止操作：關(guān)閉逆變器系統(tǒng)：長按面板OFF按鍵關(guān)閉逆變器，此時靜態(tài)開關(guān)自動將輸出負載由逆變器供電轉(zhuǎn)換，由旁路電源供電，而不會造成輸出電壓有中斷現(xiàn)象；切斷電池空氣開關(guān)（電池）：假如要完全關(guān)閉UPS所有電源，請繼續(xù)切斷電池空氣開關(guān)；切斷整流器輸入空氣開關(guān)（市電）：切斷整流器輸入空氣開關(guān)，整流器將無法從AC市電建立直流電源給DC BUS，DC BUS將慢慢釋放電能，約2分鐘后DC BUS才能將電能釋放完畢；切斷旁路輸入空氣開關(guān)（旁路）：要切斷旁路輸入空氣開關(guān)之前，必須先確認輸出負載不使用，否則一旦切斷旁路，輸入空氣開關(guān)，輸出端將不會有電力輸出從而造成用戶設(shè)備的停電現(xiàn)象。等面板LCD或LED熄滅后，切斷輸出空氣開關(guān)（輸出），UPS完全

關(guān)機。

3.2 日常巡檢項目

（1）ATS兩路輸入電壓指示正常，斷路器合閘和蓄能狀態(tài)指示燈正常。有無異味，接線部分有無松動或過熱變色、絕緣物有無破損，表面是否清潔；（2）直流屏狀態(tài)指示電壓正常，各個開關(guān)指示燈正常，直流主監(jiān)控正常工作，無告警；（3）UPS應(yīng)無報警，面板工作狀態(tài)指示燈指示正確。

3.3 檢修項目

（1）高頻開關(guān)電源模塊為直流系統(tǒng)核心部件，設(shè)備處于運行狀態(tài)時必須每隔一個月對高頻開關(guān)電源模塊防塵網(wǎng)進行除塵處理一次；（2）電源長期停用情況下，建議每3個月接上交流電源12小時以上對電池進行充電，以避免電池因為長期不用而損壞；（3）用萬用表測試單個電池的電壓是否一致，如出現(xiàn)某個電池的電壓異常時應(yīng)立即更換，防止損壞整組電池。

3.4 運行注意事項

運行中需要加強監(jiān)視380V 3M母線的電壓，避免因直流系統(tǒng)充電整流模塊輸入交流電源電壓過低，而出現(xiàn)告警，建議380V 3M母線的電壓控制在342～418V之間。

4 結(jié)語

STATCOM作為當(dāng)今無功補償最先進的設(shè)備，原理、結(jié)構(gòu)復(fù)雜，其監(jiān)控、水冷系統(tǒng)等附屬設(shè)備技術(shù)新。工程投產(chǎn)后實際運維經(jīng)驗尚待積累。針對于此，我們從歷史問題記錄及追蹤、建立運行日志、運行缺陷庫、應(yīng)急響應(yīng)、設(shè)備狀態(tài)評估等方面進行努力，不斷完善STATCOM的運行維護項目，以保證其安全穩(wěn)定運行。

參考文獻

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[3] 錢振華.電氣設(shè)備倒閘操作技術(shù)問答[M].北京：中國電力出版社，1997.

[4] 廣東電網(wǎng)電氣操作導(dǎo)則[S].

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[6] 廣東電力系統(tǒng)調(diào)度運行操作管理規(guī)定[S].

基金項目：廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局職工創(chuàng)新項目（ZG-DG2014-008）。

作者簡介：張裕（1985-），男，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局電力工程助理工程師，研究方向：變電運行；黎其芬（1987-），男，廣東電網(wǎng)有限責(zé)任公司東莞供電局電力工程助理工程師，研究方向：變電運行。

（責(zé)任編輯：蔣建華）