2007年无功补偿装置分析

2004年运行、无功、防误专业总结要求 2007年无功补偿装置运行管理总结 第一部分 自然状况 全公司供电系统变电所无功补偿装置总容量为1749531kvar，其中66kV并联补偿电抗器11组/31台/695400 kvar；并联补偿电容器173组/8975 台/1235923 kvar 。全部在装并联补偿电容器中66kV电容器21组/1224 台/408816 kvar，10kV电容器152组/7751 台/827107 kvar。 2007年全公司供电系统新增66kV电抗器6组/16台/395400kvar，新增并联电容器12组/552 台/98170kvar。到目前为止，全公司供电系统容性无功补偿设备总容量与220kV及以下主变容量之比为0.104，刚刚达到《电力系统电压和无功电力技术导则（试行）》规定的0.1～0.3的最低要求。 第二部分 2007年并联电容器运行情况 1．电容器的投运率 2007年供电公司在役并联电容器组数、投入运行组数、投运率等。 表1 电容器投运率统计表 供电公司名称 并联电容器 投运率 % 安装组数 运行组数 大连 173 142 82 电容器组没有投入运行的原因，每组详细写原因。 岔山变#2电容器组损坏严重退出运行； 高城山、保税2组、辽河2组、沈阳路2组、金石滩2组、二道河2组、长春路2组、松岚2组、双科2组、大孤山、寨河2组、东海、石槽、庙岭、桃山、马兰、五一路、学苑变电所无功需求少，暂不需要补偿，因此电容器未投入运行。 胜利变＃1、2电容器组电容器质量有问题，经常出现差流保护动作开关跳闸，个别电容器更换后运行几天又出现上述情况，现已退出运行，检修和高压实验人员鉴定这两组电容器必须更换。 由家改造新增2组电容器、目前厂家正在调试阶段，待调试完将投入。 2．2007年电容器损坏及故障情况 2007年共损坏电容器或电容器附属部件损坏49台，损坏率0.55%。其中334kvar及以下单台电容器损坏率为0.54%，集合式电容器损坏率为5.88%。 电容器损坏的原因主要有以下几个方面： 1)​ 个别电容器质量存在一定问题，在设计时内部裕度偏小或在工艺、材料上存在一定问题，有的厂家的设备出现多次损坏，如华昌变电容器；个别电容器投运不到三个月就出现损坏，如胜利变电容器。要求厂家进一步提高产品质量。 2)​ 电容器运行年限较长、附属设备如外熔断器等锈蚀严重，2008年将继续要求各单位对运行时间长、锈蚀严重的电容器外熔断器进行更换。 3)​ 母线电压较高时，没有及时将电容器退出，或存在谐波，使电容器长期超过其额定电压1.05倍运行。 各供电公司电容器具体损坏、故障情况如表2所示，各厂家电容器损坏情况如表3所示。 表2 大连供电公司运行电容器损坏统计表 供电 公司 投入运行电容器 绝缘不良 鼓肚 渗漏油 电容超标 电容器或套管爆裂 套管闪络 其 它 合计 损坏率 % 运行组数 运行 台数 套管 油箱 334kvar及以下单台电容器 125 6857 11 5 3 0 18 1 5 5 48 0.54 集合式及334kvar以上单台电容器 17 17 1 1 5.88 合计 142 6874 11 5 3 0 19 1 5 5 49 0.55 表3 各电容器制造厂电容器损坏情况表 电容器厂家 运行电容器台数 绝缘不良 鼓肚 渗漏油 电容超标 电容器或套管爆裂 套管闪络 其它 合计 损坏率 % 套管 油箱 无锡日新 334kvar及以下单台电容器 243台 集合式及334kvar以上单台电容器 7台 1 0 0 0 0 0 0 1 丹东电力设备厂 334kvar及以下单台电容器 0 台 集合式及334kvar以上单台电容器 台 牡丹江电容器厂 334kvar及以下单台电容器 台 集合式及334kvar以上单台电容器 台 桂林电容器厂 334kvar及以下单台电容器 台 集合式及334kvar以上单台电容器 台 西安电力电容器有限公司 集合式及334kvar以上单台电容器 台 334kvar及以下单台电容器 507台 9 4 10 5 28 5.52 锦容 334kvar及以下单台电容器 4241台 0 1 3 0 8 0 0 5 17 0.4 集合式及334kvar以上单台电容器 7 台 合阳 集合式及334kvar以上单台电容器 1 台 334kvar及以下单台电容器 台 苏容 334kvar及以下单台电容器 3589台 2 1 3 0.01 集合式及334kvar以上单台电容器 2 台 广东嘉华 334kvar及以下单台电容器 42台 杭容 334kvar及以下单台电容器 48台 上海思源 334kvar及以下单台电容器 228台 3．2007年并联电容器装置事故、故障情况 （1）华昌变#2电容器：2007年7月31日8时40分，调度遥合华昌变#2电容器开关时，#2电容器开关未合上，后台机显示“差流保护动作、过流I段保护动作”， 故障录波器打印报告显示：B、C相短路故障。66kV GIS现场检查#2电容器开关在开位，电容器围栏外检查发现#2电容器组本体熔断器群暴（除A相11号，B相17、19、15号外全部熔断），地面散落有烧糊的熔断器管及碎瓷片。A相2号电容器上部支持瓷瓶、B相9号电容器上部支持瓷瓶、C相11号电容器上部支持瓷瓶、C相10号电容器上部支持瓷瓶有明显闪烙放电痕迹。8月1日试验所对#2电容器组实验结果如下： 电抗器试验合格；差流CT除A、B相间隙LA爆炸，其余项目合格；电容器试验不良：A：1，3，4，5，7，9 。B：17。C：10，14。电容量偏差较大，建议更换：A：12，13，20。B：4，11，12，14，20。C：1，7，8，11，12，17。外观不合格：B：6，8，10。C：3，5。 故障原因：在合闸前某台电容器内部有某些串联段击穿，但此时电容器的电流还不足以启动熔断器动作，而继电保护为后一级保护，更是不动作，因此完好串联段上的元件在过电压下运行，而元件受损伤但尚未达到击穿程度。但合闸过电压较大时，已损伤的串联段迅速击穿。若熔断器能迅速切断故障电容器不致使故障扩大，当熔丝熔断后，弹簧的拉力不能将尾线拉出，以致电弧不能熄灭，造成熔断器群爆和电容器承受数倍重燃过电压而损坏。在某相电容器两串击穿过程中又使其它两相受到高倍数过电压的作用，而发生另一相击穿，导致相间短路，形成三相电容器和熔断器损坏。在投入过程中的熔断器误动作产气量不足而不易来弧，如果熔断器不能开断，往往也会造成熔丝群爆。现#2电容器已更换完毕，投入运行。 整改措施：为了今后能使电容器装置安全运行，提出下列整改措施：1）尽快建立集控站管理，将电容器的投切由调度管理变为集控站管理。避免调度人员由于对电容器运行状况不了解或分合后对开关的具体位置不确定等因素造成电容器损坏等潜在故障因素；2）加强外熔丝的维护，定期维护更换，使其能可靠动作;3)应保持三相负荷及三相电容平衡，如三相电容器不能平衡及缺台运行时应该核算电抗率。4）定期测试系统谐波状况，做到心里有数，积极采取措施。5）合理调度，在低负荷期及时切断电容器，以防电容器组过电压运行。 （2）曹屯变＃1电容器A相电抗器过热烧损。 220kV曹屯变电所现有一组66kV电容器组，型号为TBB66-20040/334，于2002年投运；电容器生产厂家为锦州电力电容器有限公司，配有西安中扬电气有限公司生产的三台干式电抗器（A、B、C三相），电抗器型号为CKGKL－400∕66.6。 2007年8月9日7时05分，曹屯变电所运行人员在设备巡视过程中，发现66kV I组电容器A相电抗器局部变黑，并且在地面上留有铝融化痕迹，。经联系供电局领导和调度，7时20分，将66kV I组电容器停运，并做好安全措施。 8月9日14时00分，变电运行人员检修工区工作票，检修工区和试验所人员到现场检查。经试验人员试验66kV I组电容器电抗器直流电阻：A相：0.07017欧姆；B相：0.01666欧姆；C相：0.01665欧姆，结论是：66kV I组电容器A相电抗器直流电阻超标不合格，并下发红票。 故障分析：8月13日，生技处会同电容器设备厂家人员，到曹屯变现场进行故障分析，厂家经过检查分析认为：该相电抗器故障为匝间短路造成，形成局部电流剧增，造成局部铝线融化。经现场进一步检查：电抗器内侧上部约四分之一处绝缘爆开，露出铝线圈，故障点周围有烟熏痕迹。 目前已处理完毕，运行良好。 4．2007年新投运无功补偿装置情况 2007年新投运电容器组数、容量；新投运并联电抗器组数、容量；新投运其它无功补偿装置容量及运行情况。 表4 2007年新增电容器情况 供电公司 新增并联电容器组数 容量（万千乏） 大连 12 9.817 第三部分 无功补偿装置配套设备的运行情况 周水子、西北路、侯家沟变电所电容器串联电抗器运行时噪音大，电抗器厂家对其进行了处理，但噪音只降低了一个分贝，其余设备运行良好。 第四部分 并联电抗器运行情况 500kV南关岭变电所有5组66kV并联电抗器、总容量300000kVar，分别安装于主三次66kV母线侧，66kVⅠ母线安装2组加拿大HAEFELY TRENCH公司生产的AIR CORE SHUNT REACTOR型干式空心电抗器，每组容量60000 kVar；66kVⅡ母安装3组北京电力设备总厂生产的BKK-20000/66型干式空心电抗器，每组容量60000 kVar。500kV金家变电所有4组66kV并联电抗器、总容量240000kVar，分别安装于主三次66kV母线侧，为北京电力设备总厂生产的BKK-20000/66型干式空心电抗器，每组容量60000 kVar； 2007年，南关岭变电所和金家变电所的66kV电抗器均处于热备用状态，既一次刀闸处于合位，开关处于分位，随时听从省调的统一指挥，根据系统电压情况进行投切。本年度在几次主变送电时，省调均根据当时系统电压进行计算，下令投入相应的电抗器，主变送电良好后，即又下令将电抗器退出运行。 第五部分 2007年无功管理方面主要工作 随着我公司城网改造建设工程的进行，变电设备容量有所增长，系统无功电源的建设也在同步进行。年内新建设投运的220kV和66kV变电所均按无功导则规定配置了无功补偿设备（一般按主变容量15～20%配置容性无功补偿容量）。但是，由于大连地区2007年投运了500kV金家变电所，仅此变电所主变容量就增加了1000MVA,而该所又无容性无功补偿设备，使大连地区供电系统容性无功补偿设备总容量与220kV及以下主变容量之比有所下降。 近年来，由于新建变电所配置无功设备容量相对较大，而目前变压器有功负荷较轻，所需无功负荷较少。若电容器不投，将降低系统力率；若电容器投运，势必产生无功倒送，加大线损，不利于电网的经济运行。为了既保证系统力率需要，又满足电压需要，采用调度对各所电压、无功情况监视，结合VQC和SVQC自动和手动投切电容器组相结合保证系统电压和力率。 为了有效地利用各变电所的电容器容量，根据调度中心统计的各变电所主变压器的平均负荷，将部分变电所的电容器进行了容量调整。通过调整电容器容量，提高了系统功率因数，保证了系统力率的平衡。 第六部分 本供电公司无功补偿装置运行中存在的问题分析及对管理和设备选型工作建议和意见 部分变电所自动无功调压装置（浙江乔青的ZKW型硬件VQC）由于运行年限较长，运行中频繁出现问题，而厂家维修人员又不能及时到位，影响系统电压质量，建议对上述变电所自动无功调压装置进行更换（更换为南瑞继保公司的RCS系列自动无功调压装置），以解决上述问题。 对试运行的西北路变SVQC进行监视，检查。装置整体运行良好。但是电抗器存在噪音大的问题，针对电抗器噪音大的问题联系电抗器生产厂家，到所进行测试，噪音达84分贝，厂家处理后只降低了一分贝。由此可以看出，北京生产的干式铁心电抗器噪音超标属于产品质量问题，建议上级主管部门与厂家联系协商解决此类问题。 66kV变电所建成投运，同期10kV配出不同期，导致无功装置不能同步投运，无法制定定值，特别是固定容量的电容器组，在投运初期往往过补，电容器组作用不大，导致一年或几年不能投运，浪费资源。建议采用SVQC装置，分组投运。 220kV华昌、吴屯、庄河变电所无功补偿容量不足问题突出。华昌变为单台240MW主变，目前配备一套容量为20000kvar的无功补偿装置，不计电抗器的影响，无功补偿设备容量仅为主变容量的8.3％，不满足补偿度10%－30%的要求；220kV吴屯变#2主变为无载调压主变，而#2主变系统目前没有配备无功补偿设备。在高峰负荷时，一是系统无功缺额很大，二是66kV运行电压极低（用户侧最低不足62kV）；庄河变为两台12万主变，目前66kV系统没有无功补偿设备，只在10kv配置两组电容器，容量分别为3900kVar和4800kVar，需增加一组容量为20MVar的电容器。以上220kV变电所无功补偿容量短缺严重的问题希望省公司能够协助解决。 根据省公司2007年供电工程专项表（辽电计发(2007)440号文）安排，大连供电公司对66kV西海变、连丰变、王家沟、民主变各新增一组电容器(SVQC)，配套费总额为533万元。大连供电公司根据省公司容量等对省公司配套费进行了分配，西海、连丰总额为277万，王家沟和民主变均未138万，平均每个变电所的费用为133.25万。从目前的工程概算看，工程资金严重不足。由于下拨费用与实际工程每个项目差额在30万左右，所以工程实施存在实际困难，请领导协助解决！ 第七部分 2008年工作安排和打算 结合大连地区电网和变电所设备的实际状况，在系统无功潮流和电压理论计算的基础上，合理调整无功设备布局，综合合理的使用两级无功电压调整设备，做到220kV变电所和66kV变电所两级无功电压综合调整，以减少无功设备的操作，充分发挥设备的功效，有效地提高无功设备的利用率。另外，通过市内两个集控站的成立，使电容器的投切由调度投切转变为集控站管理，使电容器的运行更加安全合理。 严格监督管理新改扩建工程，按照《电力系统电压和无功电力技术导则》和《电力系统电压和无功电力管理》的要求配置使用无功补偿设备。同时，对现有在用无功补偿设备运行使用情况进行一次全面调查，合理调配现有无功补偿设备，对新建变电所配置无功设备容量较大，而目前变压器有功负荷较轻所需无功负荷较少的情况，进一步采取减容措施，充分发挥无功设备的作用。 严格要求无功设备供货厂家按招标定货技术条件要求提供设备，使进网的无功设备符合定货技术条件的要求，同时加强对进网无功设备的管理和无功设备的竣工验收管理。 大连供电公司生产部 二○○七年十二月三十一日