浅谈变电所动补电容(SVC)系统的常见故障及维护检修方法.docx

1、浅谈变电所动补电容 (SVC)系统的常见故障及维护检修方法 摘要：以武嘉线梧桐泉牵引变电所 SVC 为例，介绍了其原理、运行维护及检修中需注意的事项，对 SVC在实际运行中的常见故障，提出维护检修的安全对策与操作方法。 关键词：电容补偿 SVC 故障维护检修 电气化铁路电力机车为波动性很大的大功率单相整流负荷，对于电力系统来说，电气化铁路牵引负荷具有非线性、不对称和多变性的特点，产生三相不平衡的谐波电流和基波负序电流注入系统，将使供电系统的电压产生波动。现在采用的 SVC 动态电容补偿系统主要由晶闸管控制电抗器 TCR+无源 LC滤波器组成。无源滤波部分承担滤除谐波及固定电容补偿的作用，利用

2、TCR动态调节 SVC的无功输出，动态补偿电铁系统不断变动的无功需求。 本文以武嘉线梧桐泉牵引所的 SVC 系统为例，简单介绍其系统原理，并对 SVC 在实际运行中的常见故障， 提出维护检修的安全对策与操作方法。 一 .梧桐泉变电所 SVC 静态电容补偿系统工作原理 SVC 系统如图 1.1 接入变电所供电系统中，滤波器 FC提供固定的容性无功 Q ，补偿电抗器提供感性无功。只要能做到 Q N=QV QC+QTCR=常数（或 0），就能实现电网功率因数常数，电网电压几乎不波动。式中： QN为系统无功， QV 为负荷无功。补偿效果好坏的关键是准确控制晶闸管的触发角，得到所需的流过补偿电抗器的电流

3、。可控硅阀和控制系统能够实现这个功能。采集电流和电压，求得补偿无功值，计算得触发角大小，通 过晶闸管触发装置，使晶闸管流过所需电流。 TCR 的控制元件是两个反并联晶闸管组，它们在电源电压的不同半周轮流导通。当晶闸管的控制角 a在 90 到 180 之间时， TCR部分导通 (控制角为 90 时完全导通 )；增大控制角，其效果就是减少了电流中的基波分量，这相当于增大电抗器的感抗，减小其无功功率，就电流的基波分量而言，晶闸管控制电抗器是一个可控电纳。 TCR 电流的瞬时值为：， 其它为 0 等效电纳为： （式中： V是电压有效值，是导通角，。） TCR 控制系统 完成如下功能：通过检测 27.5

4、 kV 母线电压、 27.5 kV 进线电流和 TCR的电流，计算出可控硅的触发角，控制电抗器电纳值，达到无功补偿的目的。 改变电抗器的导通角是用可控硅实现的。如图 1.2 所示，控制可控硅的触发角来改变电抗器的导通角。当触发角增大时，电抗器的电纳值增大减小，补偿功率减小。图 1.2中 I 为电抗器电流，它随触发角 的增大而减小。 SVC 控制器采集的信号包含系统电压 Ua,Ub,系统电网电流 Ia,Ib,TCR 电流 Itcr,通过对这些信号进行变换，得到系统信号的基波分量。综合 负载电流 IA = Ia ?CItcr。通过运算得到综合负载的无功电流 IAL,IBL。通过公式Q 补 = Qa

5、 = IAL *Ua，如果是两相补偿则 Q 补 = Qa + IBL *Ub。通过 Q补得到系统的等效电纳，从而得到触发角，完成对可控硅的控制。 二 . SVC 静态电容补偿系统运行维护需注意的事项 1、 SVC系统电压采样与 27.5kV电压小母线的接口。 SVC电压线不能短路，且必须保证极性正确。 2、 SVC 系统电流采样与 27.5kV 进线断路器流互的接口一致。这个接口接线必须停电作业。由 于停电时间较短，所以在接线前应首先检查 SVC电流采样回路的正确性，保证极性正确。接线完成后，还应检查整个流互二次回路，确保回路无开路。 3、 SVC 电压及电流采样直接关系到控制系统对无功补偿的

6、计算，所以一定要保证极性正确，如果出现错误，则系统无法正常运行。 4、 TCR 运行一个月要进行一次清除灰尘处理，采用电吹风机除去功率柜散热器及其它部分灰尘。 5、 SVC 装置上的电抗器、电容器、放电线圈、避雷器在运行一年后按规定每年进行一次相应的绝缘检查，如发现有熔断器熔断须立即按原规格更换。电 容器有漏液，外壳明显膨胀变形，外壳温度异常升高及运行时有内部局部放电声音时，须立即更换。运行的装置每季度应停电检查一次，各部位固定螺栓，导体的联接螺栓须紧牢固，并对电抗器、电容器、放电线圈及避雷器、熔断器表面进行检查，清扫灰尘。 三 .SVC 系统常见故障及处理措施 1. 触发脉冲丢失故障 如发生

7、丢脉冲事故，将设备重新启动后依据检修工艺测量电源，如电源正常，发脉冲，如仍显示丢脉冲状态，请观察脉冲丢失指示灯显示是 P+亮，还是 P亮。如果为 P+灯亮以备用脉冲形成器更换正向脉冲形成器。如 果 P灯亮，更换负向脉冲形成器，更换后，启动设备，发脉冲，依检修工艺测量脉冲，如正常，则维修完毕。 2. 可控硅击穿故障 日常巡视如发现击穿检测指示灯熄灭，即表示该位置对应可控硅对存在故障，停电检修时应予以更换。 更换时，首先确认小车处于拉出位，对电容器组充分放电，保证地线可靠接挂。 用万用表确认可控硅对损坏位，将可控硅并联母排拆除，再用万用表分别测量单只可控硅，确认后，将损坏可控硅拆下，更换备用可控硅

8、，更换后注意与脉冲盒连接线及 BOD板连接线的正确恢复。将阀组完全恢 复后，依检修工艺做低压导通试验，试验正常则维修完毕。 3. 更换脉冲隔离变压器 设备发生事故，如电缆头击穿、丢脉冲，脉冲隔离变有异常响动等，需依检修工艺对脉冲隔离变压器进行绝缘测试，如不符合工艺要求，则更换备用隔离变。备用隔离变更换前请进行耐压试验，试验电压为 85KV，并依检修工艺进行测试。 4.温度保护出口跳闸 当由于温度过高引起跳闸时，应检查空调是否正常运行，风机是否正常运行，是否按 TCR装置的日常运行监护及时启动了风机。出现故障及时处理，待温度降低后，按 TCR 装 置投入操作启动 TCR。 5.欠压保护出口跳闸

9、此类保护跳闸故障最常见，当发生变电所失压跳闸或 PT断线故障后，都由可能欠压保护出口。当发生欠压保护跳闸时，应停机检查控制系统三相电源是否正常。当检查电压正常后，对保护装置进行复归后投入运行。 6.CPU 死机故障 重新启动，发脉冲，保持该状态 60分钟。如果设备未再显示死机故障，可重新投入运行。如果上电运行仍出现死机现象，则更换该控制板或综合保护板。 7.补偿电抗器过流跳闸故障 检查过流相晶闸管是否击穿，如 有击穿则更换击穿的晶闸管；检查高压进线电缆是否击穿，如有击穿则更换。在 TCR重新投入运行之前必须做低压导通试验和高压柜连锁试验。各项操作严格按运行操作规程进行，注意安全。 四 .结论 通过对变电所 SVC 系统原理及运行中存在问题的分析，逐步提高 SVC 系统在铁路牵引供电系统中的可靠性和实用性，同时也提高了对 SVC系统的维护和检修能力。 参考文献 梧桐泉牵引变电所动补 SVC 系统接线图及原理图 吴竞昌 .供电系统谐波 .北京 :中国电力出版社 .1998： 363-366 姜奇荣，谢小荣，陈建业 .电力系统并联补偿 .北京 .机械工业出版社 .2004 张晓东，杨洪耕 .SVC 在电铁谐波抑制中的研究四川电力技术 2004第 2期