2018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。http://
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 ｃ ，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。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 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α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 = 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，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
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
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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
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