换流站交流滤波器的配置与控制功能优化

换流站交流滤波器电容器异常分析及改善摘要：换流站作为直流输电系统核心组成部分，不管是在整流状态还是逆变状态，其换流器的运行都需要消耗无功功率，同时产生大量谐波，因此每个换流站都需要安装提供容性无功的交流滤波器组。

交流滤波器作为直流输电系统的重要组成部分，其运行工况直接影响着直流输电系统功率传输。

文章结合交流滤波器实际运行经验，对交流滤波器C1电容器不平衡跳闸异常进行分析，总结出交流滤波器C1电容器跳闸故障主要为电容器本体故障和层间放电故障，并对故障原因进行研究分析，提出了故障防治措施，对换流站交流滤波器的安全运行具有现实意义。

关键词：换流站；交流滤波器；C1电容器不平衡电流；层间放电1交流滤波器C1电容器目前交流滤波器C1电容器结构大同小异，一般由4个电容桥臂构成H桥，其中I0为不平衡电流测量CT。

图1 C1电容器组结构电容器的保护主要采用内熔丝保护与交流滤波器不平衡保护相配合。

内熔丝保护相当于电容器元件的熔断器，一旦元件击穿，保护该元件的内熔丝在不到1ms的时间内就快速熔断，并将故障元件与其他完好的并联元件、并联单元及系统隔离，使通过击穿元件的电流迅速降为零。

交流滤波器不平衡电流保护通过测量电容器组的不平衡电流判断电容器组的运行情况，当电容器故障情况达到一定程度时，可以判断出电容器内部的元件故障程度，启动保护告警信号或跳闸。

某换流站统计了2016年至今的交流滤波器C1不平衡异常事件共16起，见表1。

其中4起明确为鸟害引起层间放电跳闸，发生时间为2018年下半年至2019年4月，其特征表象为故障相不平衡计数达到保护系统允许的最大值，其余事件均为单支电容器内元件击穿使容值降低，最终导致C1不平衡电流保护告警或出口跳闸。

表1交流滤波器跳闸事件2换流站交流滤波器C1不平衡异常分析交流滤波器C1不平衡保护作为反映电容器内部故障的主保护，通过获取电容器组的不平衡电流，判断电容器组是否存在故障，当电容器故障情况达到一定程度时，启动保护告警信号或跳闸。

交流滤波器参数摘要：1.交流滤波器简介2.交流滤波器参数的作用3.常见交流滤波器参数4.参数选择与优化5.总结正文：交流滤波器是电力系统中一种重要的无功补偿设备，主要用于改善系统的功率因数，提高电能质量。

滤波器参数对于滤波器性能的优劣具有决定性作用。

本文将详细介绍交流滤波器参数的相关知识。

1.交流滤波器简介交流滤波器是一种用于滤除电力系统中高次谐波的无功补偿设备，通常由电容器、电抗器和电阻器等元件组成。

交流滤波器具有滤波、补偿、抑制谐波等功能，广泛应用于发电、输电、配电等各个环节。

2.交流滤波器参数的作用交流滤波器参数反映了滤波器的基本性能和特点。

主要包括以下几个方面：（1）额定电压：滤波器能够承受的电压有效值。

（2）额定容量：滤波器能够承受的最大容量。

（3）谐波抑制能力：滤波器对高次谐波的抑制能力。

（4）损耗：滤波器在运行过程中产生的有功损耗。

（5）稳定性：滤波器在系统运行过程中保持稳定工作的能力。

3.常见交流滤波器参数常见的交流滤波器参数有：额定电压、额定容量、谐波抑制能力、损耗和稳定性等。

其中，额定电压和额定容量是衡量滤波器承载能力的重要指标；谐波抑制能力决定了滤波器对电力系统谐波的滤除效果；损耗和稳定性则是评价滤波器经济性和可靠性的重要参数。

4.参数选择与优化在选择和优化交流滤波器参数时，应综合考虑系统的实际需求和设备的经济性。

以下是一些建议：（1）根据电力系统的电压、电流和功率因数等参数，合理选择滤波器的额定电压和额定容量。

（2）根据电力系统中存在的谐波成分，选择具有合适谐波抑制能力的滤波器。

（3）在满足系统需求的前提下，尽量选择损耗低、稳定性好的滤波器。

5.总结本文对交流滤波器参数进行了详细介绍，包括参数的作用、常见参数以及参数选择与优化等方面。

±800kV向上直流换流站交流滤波器的配置与控制
邓艳平;杨秀;张美霞;潘爱强
【期刊名称】《高压电器》
【年(卷),期】2017(53)2
【摘要】换流站交流滤波器的配置与投切方案是特高压直流输电系统设计的重要组成部分。

文中介绍了向家坝—上海±800 kV特高压直流输电工程奉贤换流站交流滤波器配置方案,根据向家坝—上海直流工程奉贤换流站无功需求特点,结合受端交流系统,从交流母线电压控制、滤波要求和容量选择方面进行换流站交流滤波器的配置,并分析了其投切策略。

通过校核计算和PSCAD仿真,验证了滤波器的配置以及投切策略的可行性。

笔者研究对后续直流工程滤波器设计具有借鉴作用。

【总页数】6页(P8-13)
【关键词】特高压直流输电;滤波器;投切控制
【作者】邓艳平;杨秀;张美霞;潘爱强
【作者单位】上海电力学院电气工程学院;国网上海市电力公司电力科学研究院【正文语种】中文
【中图分类】TM721.1
【相关文献】
1.±800kV特高压直流换流站交、直流滤波器用金属氧化物避雷器的研究
2.±800kV特高压换流站直流滤波器电容器不平衡研究
3.±800kV沂南换流站交流
滤波器保护配置及调试方法4.±800kV特高压直流换流站交、直流滤波器用金属氧化物避雷器的研究5.调相机与特高压直流换流站交流滤波器的协调控制措施
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±500kV直流换流站交流滤波器结构配置及故障分析摘要：交流滤波器是换流站进行无功补偿和滤除谐波的主要器件，是换流站的重要构成部分，其结构复杂，运行环境恶劣，产生故障类型多样。

本文以伊敏换流站交流滤波器的运行状态为背景，分析交流滤波器的结构及其作用，并分析高端电容器的不平衡保护。

关键词：交流滤波器；结构；高压直流；保护引言交流滤波器在直流输电系统中起着极其关键的作用。

在直流输电工程中，换流器作为交流系统的无功负荷，运行时会在交流侧产生大量谐波电压和谐波电流，这些谐波分量可能会导致电容器和附近的电机过热，并干扰远动通讯系统，。

为了滤除和减少产生的谐波的不良影响，补偿直流系统消耗的无功功率，在直流系统运行过程中必须投入一定数量的交流滤波器，并联在换流变压器交流侧的母线上，根据直流系统运行情况、系统电网无功需要等情况进行投切。

本文以±500kV伊穆直流工程伊敏换流站为背景，简述常规换流站中交流滤波器的组成结构和配置情况，并分析该站出现的一些交流滤波器电容器故障情况。

1.交流滤波器概述1.1交流滤波器的分类根据交流滤波器本身滤除谐波分量的频率大小，交流滤波器可以有很多种不同的接线方式，通常在常规直流换流站设计中有 A、B、C、D 四种类型滤波器（如图1—图4所示），A型为HP11 /13次双调谐滤波器，B型为HP24 /36次双调谐滤波器，C型为HP3次滤波器，D型为并联电容。

交流滤波器配置组数、类别和每组的容量应根据网架结构特性，经计算分析确定。

以伊敏换流站为例，该站配置3组A型滤波器、3组B型滤波器、2组C型滤波器和3组D型滤波器，共11组，每小组额定容量为122.6 Mvar，总容量为1348.6Mvar。

图1 图2 图3 图41.2交流滤波器的组成结构交流滤波器由电容、电抗和电阻通过串并联的形式组成，并根据保护需要配置不同的电流互感器、避雷器等设备，如图1—图4所示。

1.3交流滤波器的特点（1）连接方式多样化交流滤波器由电阻、电抗和电容串并联构成其基本结构。

换流站500kv交流滤波器合闸涌流及其抑制方法摘要：本文针对换流站交流滤波器合闸涌流及其抑制方法的工程应用问题，进行了综合性的研究。

首先，分析了换流站交流滤波器合闸涌流的产生机理和影响因素，并且介绍了一种基于预插入电阻断路器的涌流抑制方案及其在西北电网某换流站中的故障案例。

关键词：换流站；交流滤波器；合闸涌流；选相合闸装置；一．引言：直流输电技术作为一种高效、经济、环保的电力传输方式，已经在我国广泛应用。

然而，直流输电系统中存在着大量的谐波源，如换流器、换相器等，这些谐波会对交流系统造成严重的污染，影响系统的稳定性和可靠性。

为了滤除谐波并补偿无功功率，非柔性直流输电系统中通常在两端换流站配有大量的交流滤波器。

交流滤波器是由电力电容器、电抗器和阻尼电阻组成的串并联谐振回路。

其主要作用是提供换流器运行所需的无功功率，并在特定频率上形成高阻抗或低阻抗，以滤除或吸收特定频率的谐波。

交流滤波器对于保证直流输电系统和交流系统之间的协调运行具有重要意义。

然而，在实际运行中，交流滤波器投入时会产生合闸涌流和过电压现象。

这些现象会对交流滤波器及其周围设备造成损坏或故障，降低系统安全性和可靠性。

因此，如何有效地抑制交流滤波器投入时产生的合闸涌流和过电压，是当前直流输电领域亟待解决的技术难题之一。

本文针对这一问题，从理论分析、仿真验证和工程应用三个方面进行了深入研究，并取得了一些创新性成果。

二．换流站交流滤波器合闸涌流及其抑制方法的理论分析合闸涌流是由于交流滤波器中的电容器在投入时与系统电压存在相位差而产生的一种瞬态过电流。

合闸涌流的幅值和持续时间取决于系统电压、电容器参数、断路器动作时间等因素。

一般来说，合闸涌流的幅值可以达到额定电流的几十倍甚至上百倍，持续时间可以达到几个周期甚至几十个周期。

过电压是由于交流滤波器中的感性元件在投入时与系统电压存在相位差而产生的一种瞬态过电压。

过电压的幅值和持续时间取决于系统阻抗、感性元件参数、断路器动作时间等因素。

特高压直流换流站500kV交流滤波场优化本文通过对特高压直流换流站500kV交流滤波场各大组及小组布置进行优化，提出了串字型布置方案，该方案的特点是沿纵向布置一组跨线，作为大组母线;将小组滤波器间隔沿跨线方向布置于跨线下方，小组进线隔离开关在架构下方与跳线连接;GIL管道母线引至跨线端部架构处，通过引下线与大组跨线相连。

该方案适用性强、布置清晰、安装和检修条件好，总体技术占优，且减少了滤波场占地面积，具有显著的经济效益。

0 引言根据系统无功平衡和满足换流站交流侧谐波的要求，换流站内设置有交流滤波器组及并联电容器组，是±800kV换流站中重要的组成部分之一。

交流滤波场地约占整个换流站场地的30%～40%。

因此，交流滤波场地的布置优化，将直接影响换流站总平面布置的大小，并关系到工程投资、设备及人员安全、运行维护等诸多工程关键要素。

因此，应合理地对滤波场地布置进行优化及研究，按照布置清晰、工艺流程顺畅、运行与维护方便、减少占地、尽量减少站区的噪音污染，对周围环境影响小，便于全站各配电装置协调配合的基本原则进行。

这对于减少特高压换流站总占地面积、节约投资、保障特高压直流工程的顺利开展，具有十分重要的工程价值及研究意义。

1 500kV滤波场简介500kV交流滤波场一般分为4大组，每大组包含4或5小组，共计19或16小组滤波器。

每大组交流滤波器作为一个元件接入交流500kV配电装置串内。

交流滤波器大组母线采用单母线接线方式。

小组滤波器按照功能可划分为HP3、HP12/24和SC（1组不带阻尼电抗器）等模块。

小组接线如图1-1～1-3所示。

根据典型工程具体条件，针对交流滤波器场，目前有“一”字型、“田”字型、改进“田”字型三种布置方案。

三种方案均存在部分缺点。

“一”字型场地利用不够充分，整體占地面积大;“田”字型GIL的用量较多，造价较高;部分大组的GIL进线需深入至滤波场区域内部，用量过多;根据田字型的布置特点，母线两侧相对布置的小组滤波器或电容器均应接入同一大组，因此，当滤波器小组数为偶数时最为适用，否则占地面积较大，土地利用率较低;与改进“田”字型相比，常规田字型布置的占地面积仍显过大。