±500kv换流站交流滤波器的故障探究

±500kv换流站交流滤波器的故障探究

周旭  ,刘百爽 ,陈佳欢

中国南方电网有限责任公司超高压输电公司曲靖局，云南省曲靖市655000

摘要：介绍了高压直流输电系统中无功功率控制的作用，分析了±500kV换流站交流滤波器的配置和切割控制原理，结合交流滤波器运行过程中的事故，分析了缺陷，提出了改进措施。

关键词：高压直流输电系统；无功控制；交流滤波器

无功功率控制最重要的构成是换流站交流滤波器的激光切割操纵。当无功负荷控制设定为全自动方式时，换流站交流滤波器可选用自动控制系统或手动式控制。当选用自动控制系统时，换流站交流滤波器由无功负荷控制激光切割；当选用人工操纵时，换流站交流滤波器由手动式决策。假如换流站交流滤波器未投入运作，则认为换流站交流滤波器不能用，直流负荷可能受到限制。因此,必须对投入的无功功率补偿容量进行控制。无功补偿装置的激光切割控制主要包含不平衡无功功率控制和交流电流控制。

1交流滤波器激光切割控制

1.1交流滤波器配备

在换流站，交流滤波器通常是连接在换流变压器交流侧母线上，不但承受较高的电压，母线不仅承受较高的电压。由于不同的谐波电流和不同的换流器换相时消耗无功，流过的基波电流和谐波电流过多。交流滤波器连接方式多样，母线电压波动较大。

同时，由于正常运行状态下较大的谐波电流流动，会影响交流滤波器的过载保护。

1.2交流滤波器激光切割基本原理

换流站交流滤波器的激光切割由直流电站自动控制系统的无功负荷操纵，以补偿直流变换器的无功负荷和谐波滤波器。换流站交流滤波器的全自动激光切割遵循下列标准：依据最少滤波器配备，A.B交流滤波器各1组，随后依据体系必须投入第二A+B组；全部A型交流滤波器投入C型交流滤波器。假如某类别的交流滤波器不可以应用，则取代的交流滤波器将按实体模型A→B→C36→C48的次序拆换；同一种类的交流滤波器将依照先投先退的标准全自动激光切割。换流站交流滤波器的激光切割优先选择于换流站电力电容器。最先投入需要的换流站滤波器，随后投入换流站电力电容器；反过来，先断开换流站电力电容器，随后断开换流站滤波器。

2缺陷报告研究

2.1交流滤波器的可用判断

2.1.1缺陷报告研究

工作组交流滤波器可用以直流电站自动控制系统的分辨包含下述这两种状况：

一是工作组交流滤波器隔离开关定义的合位上。

二是工作组交流滤波器处在无功功率控制的合理情况（必须并且达到隔离开关的界定分位。隔离开关没有已经运行的动作指令。高压隔离开关处在界定的部位。高压隔离开关没有已经运行的动作指令。工作组交流滤波器间距没有在当场操纵。当场操纵系统总线没有问题。隔离开关没有问题。隔离开关不断电），直流电站自动控制系统处在无功功率自动控制系统方式，交流电流不高过247kV。

2.1.2整改措施

为确保直流电站自动控制系统对工作组交流滤波器情况的合理分辨，确保其系统的谐波电流。针对无功负荷的合理操纵，提议提升工作组交流滤波器高压隔离开关在直流电站自动控制系统分辨工作组交流滤波器可以用和工作组交流滤波器投入的逻辑性控制回路中的部位。工作组交流滤波器高压隔离开关无已经运行的指令。这两个辅助分辨标准。

2.2交流滤波器撤出逻辑

2.2.1缺陷报告研究

依据无功功率控制逻辑性，投入工作组交流滤波器有三种状况：依据具体运作的双极电流计算在电流量标准下应配备的最少滤波器个数smin，将其值数与具体投入的交流滤波器个数s开展比较，当smin投入下一组交流滤波器时；无功功率操纵是一种确定的无功负荷操纵方式。当Qsys-Qmin_set>110mvar时，将下一组交流滤波器投入到下一组交流滤波器中；无功功率操纵是固定不动交流母线槽的工作电压操纵方式。当U＜Umin_set时，将下一组交流滤波器投入。同样，撤出交流滤波器也是有三种状况：s>smin时撤出下一组滤波器；无功功率操纵是固定不动无功功率操纵方式，Qsys＜Qmin_set时撤出下一组交流滤波器；无功功率操纵是固定不动交流母相电压控制方式，当U>Umax时撤出下一组交流滤波器。然而，在实际退出小组交流滤波器的控制逻辑中，只有两种情况退出交流滤波器：s>smin，无功控制为固定无功功率控制模式，Qsysmin_set；无功控制为固定交流母线电压控制模式，U>Umax_set。

2.2.2改进措施

在以上两类退出组交流滤波器的前提条件中，IDH－直流电高压母线电流量；Qmax_set－系统配置的最大无功负荷；Qmin_set－系统配置的最低无功负荷；Qsys－系统具体无功负荷；Umax_set－系统配置的较大母相电压；Qmin_set－系统配置的最低母相电压；U－实际母相电压；RQST_ON－投入交流滤波器要求；RQST_OFF－撤出交流滤波器要求；CMD_ON－投入交流滤波器指令；CMD_OFF－撤出交流滤波器指令。

一种退出标准是错误的，最低滤波器是因为达到谐波电流过滤的规定，而无功功率互换控制是因为控制直流电系统和交流系统的无功功率交换量。在无功自动控制系统标准中，最低滤波器配备功能的优先高过无功功率互换控制作用，所以无法同时当作下一组交流滤波器的标准。提议将第一类状况下的两种标准分离。

2.3 C48交流滤波器在手动式投入情况下无法全自动撤出下一组交流滤波器

2.3.1安全事故全过程叙述

±500kV换流站自投入运行以来，损坏、更换电容，已经有多个装置了。500kV571小组交流滤波器电容器内部元件。损坏导致电容值升高，影响C相整组交流滤波器的电容值减少，使不平衡电流超标导致跳闸。500kV582交流滤波器。A相电容塔二层L4电容器损坏一个。主要故障为电容器左侧瓷柱接头烧熔，瓷套密封处漏液等。电容器高频率损失不仅会造成经济损失，还会影响换流站的正常运行。

2.3.2事情不良影响

换流站无功负荷没法自动控制系统，无功负荷产能过剩，220kV和500kV系统软件母相电压高，危害电力网无功负荷操纵，影响通讯设备，使直流变换器操纵不稳定，不利降低电力网耗损，比较严重将会造成电力网部分串联谐振过电压，严重危害电力网可靠平稳运作。

2.3.3缺陷报告剖析

工作组交流滤波器全自动撤出的标准是：在没有其他类型（A、B）工作组交流滤波器被评为下一个撤出工作组交流滤波器的条件下，优先C型交流滤波器作为下一个推出的交流滤波器；其他类型的工作组交流滤波器无法选为下一个撤出工作组交流滤波器。此软件存有明显缺点，造成下一组交流滤波器在C48交流滤波器手动投入时没法撤出。

2.3.4整改措施

依据具体运作需求，在工作组交流滤波器维护保养后，将其转换为非挑选运作情况，运作1钟头，观察维护保养实际效果。为避免 C48交流滤波器在非挑选运作情况后全自动撤出C36交流滤波器，在C36交流滤波器撤出标准下加上C48交流滤波器。

结语

现阶段，输配电系统在固定无功负荷控制方式和全自动无功负荷操纵方式下运作。当换流站交流滤波器手动式实际操作时，换流站交流滤波器应切换为非选择情况，随后才可以操作。无功负荷控制主要根据退回交流滤波器完成，直流系统软件将依据无功负荷和谐波电流的负载规定明确正常的运转时的交流滤波器个数。输配电系统无功功率管理软件存有相应的缺点，应采用恰当对策，在升级管理软件前紧密监管无功负荷操纵是不是在全自动方式下，各换流站交流滤波器状态和投退情况能否满足直流系统的需求能否实现直流电系统的需求，尽量减少无功负荷控制问题导致的直流电系统负载降低运作和强制性停止运行。

参考文献：

[1]刘洋,黎张文.11·29事件引发对无功控制系统的深层分析[J].四川电力技术,2009,32(6):13-15,32.

[2]浙江大学发电教研组直流输电科研组.直流输电[M].北京:电力工业出版社,1982.