5.6-交流滤波器解析

5.6交流滤波器并联交流滤波器有常规无源交流滤波器、有源交流滤波器和连续可调交流滤波器三种型式。现在已投运的直流输电工程，交流滤波器大部分都采用常规无源交流滤波器。常规无源交流滤波器的设计、制造、调试、安装及运行等技术已非常成熟。一、交流滤波器设备配置原则换流站配置的交流滤波器的任务：滤除换流器产生的谐波电流；向换流器提供部分基波无功。交流滤波器的配置主要应遵循的原则是：1、滤波器额定电压等级一般应与换流器交流侧母线等级相同；2、应根据谐波电流的计算结果合理配置相应的单调谐、双调谐、三调谐和调谐高通型交流滤波器，但类型不宜太多，2～3种为宜。3、在满足性能要求和换流站无功平衡的情况下，滤波器分组应尽可能少，尽量使用电容器分组。4、全部滤波器投入运行时，应达到满足连续过负荷及降压运行时的性能要求。5、任一组滤波器退出运行时，均可满足额定工况运行时的性能要求。6、小负荷运行时，应使投入运行的滤波器容量最小。二、交流滤波器电路类型常用无源滤波：调谐滤波器、高通滤波器及组合形式。三、交流滤波器高压电容器选择交流滤波器元件包括高、低压电容器和电抗器、电阻器。在滤波器的整个投资中，高压电容器投资占了大部分，而且高压电容器的设计制造技术要求高，工艺复杂，其质量及性能好坏直接影响着交流滤波器性能和可靠运行。1、高压电容器平均工作场强选择交流滤波电容器一般采用金属箔电容器。高压电容器的性能技术经济指标是由比特性和额定值来表征的。电容器介质平均工作场强对电容器技术经济指标起决定性作用。电容器的比特性大约和电容器平均工作场强的平方成正比；电容器的体积和平均工作场强平方成反比。取较高平均工作场强意味着单位体积电介质材料的电容值较高，电容器的体积较小；而单位体积电容值的提高和电容器体积的减小意味着减少材料的消耗和成本的降低。场强和介质材料的选取也决定了电容器的运行寿命。能否选取较高的场强取决于：电介质耐受场强的能力，电极边缘局部放电起始电压，电介质耐受过电压的能力，电介质的厚度，电极边缘的裕度，电极型式等。目前，国际上交流电容器的平均工作场强在60~70kV/mm之间。2、高压电容器电介质材料选择电容器的电介质材料有纸、纸和聚丙烯膜混合、全聚丙烯膜（PP膜）三种型式。电介质的特性和质量是影响电容器可靠性的最主要因素，而介质材料中的薄弱点和这些缺陷的数量及特性是介质老化的重要因素。目前，质量高、性能好的高压电容器均采用全膜介质。与纸或混合介质电容器相比，全膜电容器的优点是损耗小、体积小、造价低、寿命长。3、高压电容器浸渍液选择高压电容器浸渍液的使用经历了矿物油、聚氯联苯（PCB）、非聚氯联苯、双苄基甲苯、单苄基甲苯掺合二苯基乙烷等阶段。目前，广泛使用非聚氯联苯类浸渍液。对浸渍液的技术要求是：电气性能优良，电、热稳定性好，无毒或低毒，能生物降解，不污染环境，不危害人体健康等。对全膜电容器的浸渍液，特别强调其应具有与PP膜相容性好，渗透力强，黏度小，凝固点低等特点。浸渍液应具有良好的抑制局部放电特别是低温下局部放电的能力。4、对金属材料要求高压交流滤波电容器的电极金属箔采用铝箔，厚度一般为5~6μm，要求均匀性要好，质密性好，清洁度高；电容器单元的外壳采用不锈钢箱体；外壳的防爆坏能力应与内部故障的放电能量相匹配。5、熔断保护型式选择电容器的熔断保护型式有内熔丝、外熔丝、无熔丝三种。内熔丝和无熔丝电容器在交流系统中应用得较为广泛，一般欧洲倾向于用内熔丝电容器，而北美则较长时期里倾向于用外熔丝电容器。无熔丝保护电容器的技术应用是近10年的事。四、交流滤波器设备安装方式交流滤波器设备主要是高压电容器，它有支撑式和悬挂式两种安装方式，这两种方式在一些工程中均采用过。电容器单元在支架上有卧式和立式两种安装方式。五、交流滤波器设备主要电气应力1、高压电容器的主要应力2、电抗器的主要应力3、电阻器的主要应力1.高岭换流站交流滤波器组布置1）高岭换流站工程交流滤波器组有HP3、SC、12/24三种布置形式2）东北侧本期安装交流滤波器及并联电容器组2大组(8小组),远期11小组;3）华北侧本期安装交流滤波器及并联电容器组2大组(8小组)。4）交流滤波器采用低式、支持式布置方案,高压电容器采用双塔布置。直流滤波器位于换流站直流场中，并联接于直流极线上，主要作用是抑制换流器产生的注入直流线路的谐波电流。三、直流滤波器电气连接1.直流滤波器安装方式直流滤波器的电路结构与交流滤波器类似，也有多种电路结构型式，常见的有：具有或不具有高通特性的单调谐、双调谐和三调谐三种滤波器常见为双调谐滤波器，对于12脉动换流器，通常采用12/24次及12/36次滤波器组合方式，如图2.直流滤波器配置原则①如果是直流电缆出线，不安装直流滤波器②宜装设两组直流滤波器④可选择双调谐滤波器或三调谐滤波器，应充分考虑各次谐波的幅值及其在等值干扰电流中所占的比重，即在计算等值干扰电流时各次谐波电流的耦合系数及加权系数。④直流滤波器配置，通信线路受到谐波干扰的频域主要在1000Hz左右，对50Hz的交流系统来讲，20次左右的谐波分量危害最严重，要重点消除这部分谐波。考虑到同一换流站两极的对称性，两极应配置相同的直流滤波器。⑤在中性母线上安装一台小电容值的中性点冲击电容器，对经过换流变压器绕组对地杂散电容及大地的3的倍次谐波电流提供低阻抗的通道，从而抑制这些非特征谐波。3.直流滤波器高压电容器选择①高压电容器平均工作场强选择直流滤波器的高压电容器主要是承受直流电压，交流电压分量极小。直流电压按每个串联电容器单元端部瓷绝缘子的泄露电阻大小分布在每个电容器单元上。目前，交流高压电容器的平均工作场强在60~70kV/mm之间，直流高压电容器的平均工作场强约为90~110kV/mm。②高压电容器熔断保护型式选择用于直流滤波器的高压电容器可以选择外部熔断式保护，内部熔断式保护和无熔断式保护三种中的任一种，但目前以采用内部熔断式保护的较多。①交流滤波器要向换流站提供无功功率，因此通常将其无功容量设计成大于滤波特性所要求的无功容量，而直流滤波器则无此要求。②交流滤波器的电压可近似看成均匀分布在各电容器上，但直流滤波器的高压电容器起隔离直流电压并承受直流高压的作用。③交流系统阻抗变化范围大，会与交流滤波器形成谐振而危机交直流系统安全和稳定运行，为此交流滤波器通常采用高通双调谐滤波器，然而，直流阻抗一般说恒定，直流滤波器也无需设置高通滤波器。4.交流滤波器与直流滤波器区别谢谢大家！