SVC静止型无功补偿装置运行故障分析及处理

SVC静止型无功补偿装置运行故障分析及处理

王利永

（宁波钢铁有限公司浙江宁波315800）

摘要：SVC静止型无功补偿装置在现代的钢铁行业中应用非常广泛，它的作用也是不可缺少，有改善电网质量，提高电能的功率因数，防止谐波污染电网和保证电力系统的稳定运行的作用。因为它对运行环境要求较高及自身的复杂性所以也经常发生故障导致生产系统中断，给钢铁企业来了巨大的经济损失。怎样才能减少故障的发生呢？这是电气维修技术人员值得思考和研究的问题，我根据工作多年的经验总结了关于SVC静止型无功补偿装置的运行故障分析及SVC故障的处理方法。

关键词：SVC无功补偿装置；运行故障分析；SVC故障处理方法

引言

SVC静止型无功补偿装置运行中常见的故障有两大类，第一类是电气故障，如线路的短路、接地及电容器的损坏导致的故障，这些故障引起系统电气保护跳闸让系统中断退出运行而停机；第二类是非电气类故障，如冷却水系统的压力降低、温度过高、电导率的上升、流量的降低等故障引起设备的保护停机等。当SVC故障发生时系统电能的质量会受冲击性负载干扰，引起电压及电流波形产生畸变，对电网的稳定运行带来危害，同时企业的正常生产也要停止，给企业带来了巨大的经济损失。

1系统概述及原理简介

1.1系统概述

热轧厂SVC系统为TCR+FC型无功补偿装置，系统主接线图如下：

1.2动态补偿系统原理

SVC连接到35KV供电系统中，电容器提供固定的容性无功功率Qc，通过具有完好线性特征的补偿电抗器的电流决定了从补偿电抗器输出感性无功功率Qtcr，感性无功与容性无功相抵消，只要系统负载无功Ql和Qtcr之和等于恒定的容性功率Qc，那么整个系统功率因数就能保持恒定，电压几乎不波动。西门子SVC使用SIMADYND控制系统，根据采集的负载电流及母线电压经过运算器计算出需要补充的无功容量，然后通过精确的控制可控硅的触发角度来控制相控电抗器的电流达到精准补偿的效果。

工作原理我们可以用表达式1表示，这样更能直观的理解控制思想。

表达式1：Qtcr（动态）+Ql（动态）=Qc（常数）

1.3保护系统概述

SVC电气系统线路及设备采用两台SF6开关供电，CB1对3次滤波、5次滤波支路及TCR回路供电，CB2对7次滤波、11次滤波支路供电。两台SF6开关供电线路采用7SJ6005综保单元对线路进行保护。为了更好的保护各支路的电容器组每个支路的电容器组，采用CPR97系列综保装置对电容器组进行专门的保护。为了保护TCR阀组，采用1台7SJ6001综保单元对可控硅阀组系统进行专门的电气保护。为了保证可控硅阀组在合理的温度环境下工作，采用两台冷却泵循环工作，使去离子水介质强迫循环对可控硅阀组进行冷却。

2SVC运行故障分析及处理

2.1运行故障分类及信号检测、判断系统介绍

SVC系统故障总体上可分为电气故障和非电气故障两大类，所有的故障全部通过现场的检测仪表及传感器等设备传送到SIMADYND控制系统。由程序软件对状体信号进行综合的判断，当达到故障报警及跳闸条件时，由SIMADYND控制系统发出报警信号及跳闸指令，命令开关保护跳闸使SVC退出运行，防止设备和人身事故的进一步扩大，将经济损失降到最低。同时系统将故障消息通过与系统通讯的打印机打印出来，让技术人员根据打印信息来处理现场发生的故障。

3非电气故障分析及处理

3.1冷却泵本体故障

1）故障现象

SVC冷却系统由两台冷却泵轮流工作，每台工作48小时后要切换到另外一台冷却泵，在运行过程中有冷却泵发生故障跳闸系统将发出信号跳开高压开关使SVC退出运行。

3.2故障分析及处理

查看系统后台或打印机所显示的故障信息，快速根据故障信息检查发生故障的冷却泵是哪台泵，然后将故障泵退出运行并手动切换到非故障冷却泵，让SVC系统尽快的恢复运行后再对故障泵进行判断维修。

检查故障泵电机是否发热或有无卡阻，如果冷却泵电机发热必须用绝缘摇表对电机绝缘进行检查，检查电机绝缘低于0.5MΩ说明电机已经绝缘下降。再用电桥判断电机直阻是否平衡，如果三相直阻不平衡大于10%说明电机内部绕组砸间短路，如果冷却泵卡阻说明电机轴承已损坏，以上情况需要对冷却泵解体更换电机或更换电机轴承。

3.3冷却水压力、温度故障

1）故障现象

当冷却水温度高高于48℃时，系统延时30秒后发出冷却水温度高报警，如果温度继续升高到52℃时系统立即发出跳闸指令让系统跳开高压开关使SVC退出运行。

3.4故障分析及处理

检查外水供水压力是否正常，判断标准外水压力不能低于0.35Mpa，如果压力低于标准值说明外水系统出现故障，处理外水故障设备。

如果外水压力正常时需要检查外水流量表是否过低，如果过低说明外水管路滤网阻塞，应将外水旁通阀门打开后，更换滤芯及清洗滤芯。

如果冷却效果不好需要检查热交换器是否正常，判断方法看进水温度和出水温度差值，若差值小于5℃时说明冷却器已阻塞需要更换或清洗处理。

3.5冷却水流量故障

1）故障现象

当系统检测到流量低于设定值时，系统流量表常闭触点断开系统立即发出故障跳闸指令，让系统跳开高压开关使SVC退出运行。

2）故障分析及处理

检查内水流量是否正常，判断标准内水流量计显示值不低于400L/min如果压力低于标准值说明内水滤网阻塞，处理方法更换或清洗内水滤芯。

3.6冷却水液位故障

1）故障现象

当冷却水系统水箱内随着液位的降低达到L1液位检测元件位置时，检测信号发出液位低告警信号到控制系统，当液位继续下降到L2液位检测元件位置时，检测信号发出液位极低跳闸指令让系统跳开CB1、CB2高压开关使SVC退出运行。

2）故障分析及处理

检查冷却水管路及阀塔是否有漏水的地方，找到漏水点对漏点进行恢复处理，封堵后进行试漏并对水箱补水。

冷却水电导率故障

3）故障现象

冷却水系统电导率检测传感器检测到去离子冷却水中导电离子浓度高于0.6μS/cm时，去离子树脂管路的电磁阀得电打开，这时部分冷却水经过去离子树脂过滤器降低导电离子浓度，同时定时器开始计时，如果计时时间超过1小时后冷却水离子浓度仍然高于0.6μS/cm时系统发出离子树脂失效报警信号，如果冷却水离子浓度继续升高到1.0μS/cm时系统发出离子水浓度极高跳闸指令让系统跳开CB1、CB2高压开关使SVC退出运行。

4）故障分析及处理

发现离子浓度高报警信号时先检查去离子管路电磁阀是否打开，如果电磁阀由于故障未打开则更换故障电磁阀。

如果检查发现去离子管路电磁阀工作正常，这时应判断为去离子过滤器里的去离子树脂已经失效，这时应当关闭去离子树脂管路的阀门并打开去离子过滤器更换去离子树脂。

4电气故障分析及处理

4.1高压系统线路及设备故障

1）故障现象

当SF6开关供电的高压设备及线路发生短路或接地等故障时，线路与开关连接的电流互感器及母线电压互感器会将故障发生时的电流和电压值传送到7SJ6005/7SJ6001综保单元，保护单元根据采集的信号值经过运算模块进行计算处理，对满足报警及跳闸条件的故障通过出口发出报警及跳闸指令让故障线路跳闸，同时把故障时的参数显示到屏幕里。

一般常见故障有高压电缆绝缘损坏引起的接地及短路，电流互感器等装置的损坏引起的接地及短路，高压隔离开关氧化发热等因起设备烧坏，高压支柱绝缘子的损坏及绝缘不良引起的接地，高压穿墙套管等受外界因素损坏造成的短路接地等。

2）故障分析及处理

当发生开关跳闸时要先检查故障打印机的信息并确定哪台装置保护的范围内发生的故障，这样可以将事故的查找范围缩小到一定的范围，然后查看发生故障装置的故障信息记录并分析判断引起故障的原因。

保护参数代表的含义如下

过负荷告警：I>（phases），接地告警：IE>（earth），过流跳闸I>>（phases），接地跳闸：IE>>（earth），以上定值配合整定时间Tth进行保护。

根据相关故障信息使用绝缘摇表及万用表等仪器仪表对线路和设备进行检查并找到故障点，然后更换相应的备件和材料，更换完成再进行高压试验，若试验合格后再投入运行。

对线路检测和检查未发现问题时有可能是7SJ6005/7SJ6001综保单元的本身故障误动作等原因引起，这时需要使用高压继保校验仪对综保装置进行性能校验，如果校验发现装置本事有问题这时需要更换新的综保装置并设定好所有的定值后再校验，校验合格后再投入运行。

4.2高压滤波电容器组故障

1）故障现象

当某一支路高压滤波电容器组发生故障时与支路隔离开关连接的电流互感器、星点平衡互感器、母线电压互感器会将故障发生时的电流和电压值传送到该保护支路的CPR97综保单元，保护单元根据采集的信号经过运算模块进行计算处理，对满足报警及跳闸条件的故障通过出口发出报警及跳闸指令让故障线路跳闸。

一般常见故障有电容器组电缆松动发热引起的接地及短路，电流互感器等装置的烧坏引起的接地及短路，高压支柱绝缘子的损坏及绝缘不良引起的接地，高压电容器因老化破损漏液损坏造成的不平衡跳闸，鸟类活动引起的电容器组放电造成不平衡跳闸等。

2）故障分析及处理

当发生开关跳闸时要先检查故障打印机的信息并确定哪个CPR97装置保护的支路范围内发生故障，这样可以将事故的查找范围缩小到一定的范围，然后查看发生故障相CPR97装置的信息记录。

保护参数代表的含义如下：

过压告警VC>trip，过压跳闸VC>>trip，过流告警I1>trip，过流跳闸I1>>trip，过载告警Ith>trip，不平衡跳闸Iub>>trip，以上定值配合整定时间Tth进行保护。

根据相关故障信息使用绝缘摇表及电容电感测试仪等对故障支路电容器组进行检查并找到故障点，然后更换相应的备件和材料再进行高压试验，合格后再投入运行。

当对线路检测和检查未发现问题时有可能是CPR97综保单元的本身故障误动作等原因引起，这时需要使用高压继保校验仪对综保装置进行性能校验，如果校验发现装置本身有问题，这时需要更换新的综保装置并设定好定值，校验合格后再投入运行。

4.3SIMADYND控制系统及VBE控制系统故障

1）故障现象

SIMADYND控制系统由PM5、MM3、EB11、EP3.1、CS7控制板组成，有两个CPU系统。一个CPU进行逻辑控制，一个CPU进行TCR的补偿计算并控制VBE系统，每个控制板出现故障时PM5的显示器会报出不同的故障代码，这时系统会发出跳闸命令让SVC退出运行。

VBE控制系统由ThyristorTriggering（TT）装置和ThyristorMonitoring（TM）装置组成，通过CS7板通讯板与SIMADYND通讯，完成ClosedLoop控制、Alarmannunciationsystem报警信息传达、Protection保护功能。当可控硅发生故障时系统立刻会将检测结果传送到SIMADYND控制系统，当VBE装置本身的触发板和检测板有故障时板子本身的红色故障指示灯会常亮，并通过通讯将故障消息传送到SIMADYND控制系统，这时系统会发出跳闸命令让SVC退出运行。

2）故障分析及处理

SIMADYND控制系统故障需要根据故障信息查看故障代码手册并根据手册提示更换相关的控制板。

VBE系统控制的TCR故障可以根据系统打印机的信息判断发生故障的部位并使用万用表进行检测装置元件检查找到故障元件并进行更换，若VBE装置本身故障则相应的故障指示灯会常亮，这时可判断为控制板本身硬件故障需要对控制板进行更换。

参考文献：

[1]《电力系统电压稳定性分析》科学出版社汤涵2011

[2]《电气运行及事故处理》化学工业出版社谭兴强2012

[3]《电气一次设备运行与维修》河海大学出版社虞放1991

[4]热轧厂西门子SVC资料及原理图2003