交流濾波器場斷路器均壓電容測試討論

韋學(xué)亮

（云南電網(wǎng)有限責(zé)任公司文山供電局，云南 文山 663000）

0 前言

換流閥在運行過程中，會消耗大量的無功功率，同時在交直流側(cè)產(chǎn)生大量諧波，為了消除諧波等不利因素影響需在換流站內(nèi)加裝濾波裝置，同時交流濾波器將限制交流母線上的電壓畸變[2]。正常運行時交流濾波器均處于“自動熱備用”狀態(tài)并可自行投退，投退時斷路器是不可缺少的重要設(shè)備，過程中勢必承受操作過電壓。而均壓電容在斷路器開合過程中使電壓在各斷口上均勻分布，改善滅弧性能；同時降低斷路器斷口恢復(fù)電壓上升率兩方面作用。交流濾波器場斷路器投切相對頻繁，運行工況惡劣，其安全可靠的操作和運行對交流濾波器的安全穩(wěn)定運行和可靠供電起著十分重要的作用[3]。本文抽取三臺換流站交流濾波器場雙斷口斷路器數(shù)據(jù)來分析電容量、介質(zhì)損耗值變化趨勢，計算出斷路器對地電容大小。從而探究出濾波器場交流母線、相鄰濾波器組均帶電運行時斷路器均壓電容測試的最優(yōu)方案。

1 均壓電容工作原理

多斷口斷路器斷口間并聯(lián)均壓電容以改善斷口間不均衡的電壓分布來提高斷路器的整體耐壓水平[4]，以雙端口斷路器為例，其斷口等效電路如圖1所示。

圖1 均壓電容等效原理圖

根據(jù)圖1得到如下斷口電壓計算公式：

斷口電容、對地電容相對均壓電容值較小，若忽略不計則：

由此可見，在各斷口并聯(lián)均壓電容后，均壓電容在斷路器開斷過程中使電壓在各斷口上電壓均勻分布，改善滅弧性能，提高斷路器整體耐壓水平提高，提升斷路器的開斷水平[4]。

2 試驗方法

2.1 10 kV正接線法

當(dāng)斷路器兩側(cè)對地絕緣時選用正接線法，斷口1、斷口2均壓電容分別測量。正接線法測量的電容量是斷口電容量C1與均壓電容量C總和，符合《電力設(shè)備檢修試驗規(guī)程》Q/CSG1206007-2017對瓷柱式斷路器，與斷口同時測量要求。其接線圖如圖2、圖3所示。

圖2 正接線法示意圖

2.2 10 kV反接線法

反接線法適用于斷路器一端接地的情況，是現(xiàn)場應(yīng)用較多的一種接線方式[1]，斷口1、斷口2均壓電容分別測量。反接線法測量的電容量是斷口電容量C1、均壓電容量C與對地電容量C0總和，其接線圖如圖4、圖5所示。

圖4 反接線法示意圖

圖5 正接線法原理圖

經(jīng)對比兩種試驗方法，選用反接線法時測試結(jié)果中增加了對地電容（干擾電容）C0，其主要由反接線法下支柱瓷瓶導(dǎo)致。

3 案例分析

本文選取某換流站交流濾波器場3臺敞開式斷路器共6只均壓電容為例進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)為預(yù)試定檢現(xiàn)場實測數(shù)據(jù)，測試時交流濾波器場母線、相鄰小組濾波器均帶電運行。以下表格中靠近母線一側(cè)的均壓電容簡記為斷口1，靠近電流互感器一次均壓電容簡記為斷口2。

進(jìn)而得出各斷口對地電容（干擾電容）C0如表4所示，不難看出反接線法下對地電容（干擾電容）最大接近90PF，且每個斷口電容相差不大，僅從電容量這一指標(biāo)看出反接線下電容偏差過大，不滿足規(guī)程要求。但從表4可看出正、反接線方式下介質(zhì)損失角正切（tanδ）都在規(guī)程要求范圍內(nèi)，經(jīng)和交接試驗對比，其變化量不大，且反接線介質(zhì)損失角正切（tanδ）更接近交接值。文中所選樣品位于濾波器場靠里位置，試驗時其上方母線和周圍小組濾波器均帶電運行，換流站此時全壓、滿負(fù)荷運行。作者三年中測試了某換流站48臺斷路器共計96只均壓電容，均發(fā)現(xiàn)10 kV反接線法下電容量超規(guī)程要求，而介質(zhì)損失角正切（tanδ）合格（最大與10 kV正接線法相等）；10 kV正接線法復(fù)測后電容量滿足規(guī)程要求，能有效消除干擾因素，經(jīng)對比兩種測試方法下電容量相差均接近90PF。為此我們可用整個廠站、同批次、同一運行工況試品在10 kV反接線法下的電容量和介質(zhì)損失角正切（tanδ）為基礎(chǔ)值，當(dāng)介質(zhì)損失角正切（tanδ）、電容量變化不大且滿足規(guī)程要求時選取10 kV反接線法來測試斷路器均壓電容；若10 kV反接線法下介質(zhì)損失角正切（tanδ）、電容量變化巨大或超規(guī)程要求再用10 kV正接線法進(jìn)行試驗。

表1 斷口電容量

表2 斷口電容量偏差

表3 介質(zhì)損失角正切（tanδ）

表4 對地電容量C0

4 結(jié)束語

實際工程應(yīng)用中正接線法要求均壓電容兩極均對地絕緣，當(dāng)兩側(cè)地刀處于分位時，敞開式斷路器將帶有強(qiáng)烈的感應(yīng)電如圖6所示，在進(jìn)行試驗拆接和換線時，感應(yīng)電傷害試驗人員風(fēng)險大大增加，且安措變化大，接線較繁瑣也導(dǎo)致現(xiàn)場作業(yè)效率低。反接線適用于均壓電容一端接地，能有效規(guī)避感應(yīng)電傷害的風(fēng)險，能提高現(xiàn)場測試效率，但受干擾大。正如上文所述，測試結(jié)果應(yīng)與該設(shè)備歷次測試結(jié)果和同類設(shè)備的測試結(jié)果相比較，進(jìn)行全面分析和判斷，根據(jù)變化規(guī)律和趨勢，做出正確結(jié)論。在基準(zhǔn)狀態(tài)評價的基礎(chǔ)上，綜合設(shè)備運行的多維度數(shù)據(jù)信息，全面準(zhǔn)確的對設(shè)備的健康狀態(tài)進(jìn)行綜合評估[5]。

圖6 感應(yīng)電放電