电网电力公司：交直流滤波器基本原理及运维方法介绍

1、交直流滤波器基本原理及运维方法介绍,学习时长：90分钟 制作时间：2017年5月14日,制作人员介绍,超高压公司天生桥局,单位,天生桥站运行专责,岗位,0859-2283461,电话,邮箱,郭树永,姓名,课程目标,通过本课程的学习，可以使变电一次检修岗位的人员，掌握（懂得）以下知识技能,帮助学员懂得,帮助学员掌握,交直流滤波器用途、原理 交直流滤波器差别 交流滤波器投切顺序,交直流滤波器主要维护项交直流滤波器常见故障,本课程所依据的制度规范,课程对象,课程对象基本知识要求：学习过直流输电基础知识。 课程对象基本技能要求：无,课程导入,本课程的课程背景或技能意义,本课程的课程背景或技能意义,交直流滤波器是直流换流站滤除谐波、提供无功（ACF）的重要设备。在掌握了直流输电基本原理后，我们有必要更深入的了解交直流滤波器抗的原理、种类、结构，并熟悉交直流滤波器运维项目，知晓常见故障及处理方法。本课程带您去了解,课程内容目录,交直流滤波器原理、作用,交直流滤波器配置实例,交直流滤波器维护项目,交直流滤波器常见故障分析,课程回顾和总测试题,1,2,3,4,5,交直流滤波器原理、作用,01,交直流滤

2、波器原理、作用,1,2,滤波器分类,按用途分：交流滤波器和直流滤波器,按连接方式分：串联滤波器和并联滤波器,按滤波原理分：无源滤波器、有源滤波器,按阻抗特性分为：单调谐滤波器、双调谐滤波器、三调谐滤波器、高通滤波器（HP：对高频谐波呈低阻抗，而对低频谐波呈高阻抗）、C型滤波器以及自调谐滤波器等,交直流滤波器原理、作用,交直流滤波器原理作用,换流器在换流的过程中会在交流侧和直流侧产生谐波电压和谐波电流，对于12脉动的换流器而言，它在交流侧将主要产生n12k1次的特征谐波，在直流侧产生n12k次特征谐波，如果谐波过大，将会造成,1,交直流滤波器原理、作用,交直流滤波器原理作用,减小换流器特征谐波的主要方法有增加换流器的脉动数和装设滤波器两种。因为换流器脉动数越大，特征谐波的次数越高，谐波电流的有效值越小，但是增加脉动数到12次以上，将使换流变压器结构复杂，制造困难，价格昂贵不经济，所以几乎都采用装设滤波器来限制谐波的方法,2,交流滤波器的基本原理是通过电抗器、电容器和电阻器的不同组合致使某次谐波流经它时所呈现的阻抗很小，从而将谐波电流导出系统，达到滤除谐波的功能，同时由于电容器、电抗器的存

3、在，电流流经时能够产生一定的无功功率，达到提供无功的功能。 在换流站中，交流滤波器采用的是常规的无源滤波器,3,交直流滤波器原理、作用,交直流滤波器原理作用,20次左右的谐波对电话线路的谐波干扰最大，直流滤波器的选择应有效滤除这部分谐波，直流滤波器配置宜选择12n次谐波为中心调谐频率并注意20次左右的非特性谐波。另一方面因换流变压器等设备杂散电容的影响，会导致换流器在直流侧产生3倍次谐波电压(3、6、9)，这些谐波次数低、幅值大，其主要路径通过换流变中性点换流阀大地，进入直流线路的分量较小,4,一般情况下，直流系统运行时每极的两组直流滤波器全部投入，但也可以无直流滤波器运行；直流滤波器一般在极停运或备用状态下投入或退出， 但也可以在调度命令下的其它状态（除极接地状态外）投入或退出直流滤波器,5,交直流滤波器原理、作用,交流滤波器投切顺序,在自动控制模式下，ACF小组根据无功功率、电压和谐波性能自动控制小组交流滤波器投切。直流解锁时按最小滤波器配置，即首先投入1A+1B型交流滤波器小组。然后系统根据需要再按ABABACCC顺序投入，切除顺序与此相反。如果某一型号ACF不可用，不能满足此型

4、号ACF投入条件，则取代的ACF按BAC顺序。同一类型按照“先投先退”的原则来投切,以兴仁站为例，滤波器小组控制模式有、手动两种。正常情况为自动控制模式,1,在自动控制模式下，交流滤波器小组由直流站控根据以下自动投切：a、维持交流母线电压值在规定值范围内；b、按滤除谐波的最优效果进行小组组合；c、保持全站的无功功率在规定范围内。以上三个原则优先条件顺序为abc,2,交直流滤波器原理、作用,交流滤波器投切顺序,在手动控制模式下，滤波器小组只能由运行人员通过手动方式进行操作,以兴仁站为例，滤波器小组控制模式有、手动两种。正常情况为自动控制模式,3,不管交流滤波器小组的是处于自动控制还是手动控制，当交流母线电压过高时，极限电压控制都会自动退出部分相应的滤波器小组,4,交直流滤波器原理、作用,DCF与ACF的差别,交流滤波器需向系统提供工频无功功率，通常将无功功率设计得大于要求的滤波器效果所需的无功功率，而直流滤波器无需考虑无功功率的设计问题,直流滤波器高压电容耐受很高的直流电压。对于交流滤波器，由于存在容性电流，可假定电压均匀分布在多个串联连接的电容器上，对于直流滤波器来说这一点是不适用的,

5、交流滤波器并联连接的交流系统具有一宽阔的阻抗范围，在特定状况下可能会发生滤波电容与交流电网电感间谐振，为此需要一定的阻尼。而直流回路的阻抗大部分恒定，所以允许使用准确调谐滤波器,1,2,3,单调谐滤波器,单调谐滤波器在调谐频次附近具有较小的阻抗，但在高次谐波时谐波阻抗较大。具有结构简单、成本低、体积小的特点,交直流滤波器原理、作用,目前换流站ACF大都采用了双调协滤波器。双调谐滤波器有两个谐振频率，同时吸收两个邻近频率的谐波。与两个单调谐滤波器相比，它只有一个公共电感器L1承受全部冲击电压；并联电路中的电容C2容量较小，基本上只通过谐波容量，因而其经济性较好,双调谐滤波器阻抗-频率特性,双调谐滤波器电路结构,双调谐滤波器,交直流滤波器原理、作用,交直流滤波器原理、作用,三调谐滤波器相对于双调谐滤波器，最突出的优点是小负荷下无功平衡更方便，最大的缺点是现场调谐困难,三调谐滤波器,三调谐滤波器电路结构,三调谐滤波器阻抗-频率特性,交直流滤波器原理、作用,HP3滤波器,HP3滤波器，由于其接线方式有如英文字母C，因此也叫C型滤波器。是从三阶高通阻尼滤波器发展起来的，由于C2和L构成的回路谐振

6、于工频，基波电流几乎全部流经这一回路，进一步降低了基波损耗,HP3滤波器电路结构,HP3滤波器阻抗-频率特性,交直流滤波器配置实例,02,交直流滤波器配置实例,交直流滤波器配置实例,兴仁换流站交流滤波器配置,兴仁换流站共有3大组交流滤波器，共10小组，每小组提供无功140Mvar，其中3组双调谐滤波器DT（11/13），4组三调谐滤波器TT（3/24/36），3组并联电容器Shunt C,交直流滤波器配置实例,深圳换流站交流滤波器配置,深圳换流站共有3大组交流滤波器，共12小组，每小组提供无功155Mvar，其中6组双调谐滤波器DT（12/24），6组并联电容器Shunt C,交直流滤波器配置实例,楚雄换流站交流滤波器配置,楚雄换流站共有4大组交流滤波器，共17小组，每小组提供无功187Mvar，其中4组双调谐滤波器DT（11/24），4组双调谐DT（13/36），2组高通滤波器HP3，7组并联电容器Shunt C,交直流滤波器配置实例,天生桥换流站直流滤波器配置,天生桥站DCF共有三组，每条直流极母线上各接一组，一组为公共备用（可配置给极1、也可给极2）。每组DCF由无源部分和有源部

7、分(AF) 组成，其中无源部分为一组12/24的双调谐滤波器。有源部分由于运行状况不佳，早已退出运行,交直流滤波器配置实例,兴仁换流站直流滤波器配置,兴仁换流站每极配置两组相同且互为备用的三调谐无源直流滤波器，在一组直流滤波器退出运行时对所有谐波（12/24/36）仍具有良好的滤波性能,交直流滤波器配置实例,滤波器主要元件（电容器组,C1电容器,C2电容器,C1电容器采用平放安装，塔式布置,交直流滤波器配置实例,滤波器主要元件（电容器组,以兴仁站双调谐交流滤波器DT（11/13）为例，C1电容器组由许多单只电容器串并联组合而成，承受了大部分的母线电压。为有效保护这些电容器，采用了H形桥接线方式，其中S为单只电容器串联数，P为单只电容器并联数,交直流滤波器配置实例,滤波器主要元件（电抗器,滤波器电抗器为无铁芯的空气绝缘，外表采用加强玻璃纤维合成树脂绝缘,交直流滤波器配置实例,滤波器主要元件（电阻器,阻尼电阻采用空气绝缘，安装于便于空气流通的箱体中,交直流滤波器维护项目,03,交直流滤波器维护项目,交直流滤波器维护项目（不停电,交直流滤波器维护项目,交直流滤波器维护项目（停电,交直流滤波器

8、维护项目（停电,交直流滤波器维护项目,交直流滤波器常见故障分析,04,1、C1电容器不平衡保护跳闸,交直流滤波器常见故障分析,首先对电容器进行外观检查：检查电容器有无鼓肚、渗漏油现象；检查电容器表面有无放电痕迹（小动物、鸟类、冰闪、放电等）；检查电容器连接导线有无断股、破损；检查瓷瓶、套管无破裂和闪络痕迹。 如无异常，需测量各臂之间的等效电容值平衡，不平衡值应在0.2%以内；若不平衡值超出规定范围，则对所有单只电容器进行测量，单只电容值的偏差不超过额定值的-5%+10%范围。 如果大臂电容平衡度不满足要求，但单只电容器无异常，可采取电容对调的方法，使大臂电容重新达到平衡。如果单只电容出现鼓肚、渗漏油、瓷套破损，或电容值超标，则对该电容进行更换,兴仁站563交流滤波器C1电容器电缆破损、距离过短放电跳闸,交直流滤波器常见故障分析,交直流滤波器常见故障分析,某站交流滤波器C1电容器鸟害跳闸,兴仁站573交流滤波器C1电容器冰闪跳闸,交直流滤波器常见故障分析,电容器漏油、鼓肚引起的C1不平衡跳闸较为常见,交直流滤波器常见故障分析,2、电容器接线柱发热,交直流滤波器常见故障分析,首先检查发热点情况，是否有螺丝松动和氧化现象。 用0号砂布对发热部位的接触面进行打磨处理，用汽油清洗干净后进行回装，回装时在金属接触面涂上导电膏，并用力矩扳手进行力矩校验和紧固。 必要时对线夹和螺栓进行更换,交直流滤波器常见故障分析,3、电抗器外表面剥落、龟裂或爬电痕迹：重新喷涂PRTV,天生桥换流站281交流滤波器C相L1电抗器顶部起火,交直流滤波器常见故障分析,4、电抗器起火,课程回顾和总测试题,05,课程回顾,交直流滤波器原理,交直流滤波器功能、分类,交直流滤波器结构,滤波器维护项目,滤波器常见故障,课程回顾,1,2,3,4,5,A,B,C,D,1、单选题,正确答案：B,总测试题（共3道,1）以下情况下，（ ）不可能导致交流滤波器投退,直流输送功率变化,交流系统频率变化,换流器触发角变化,交流系统电压变化,A,B,C,D,2、多选题,正确答案：ABC,总测试题（共3道,1）交流滤波器的作用有（,无功补偿,滤除谐波,调节电压,调节触发脉冲,3、判断题,正确答案：B,A,B,总测试题（共3道,1）直流滤波器的主要作用为提供无功和滤除谐波,正确,错误,课程结束 谢谢聆听

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