濾波器放電線圈過熱燒損的原因分析及優(yōu)化措施

摘 要：卸船機電氣傳動普遍采用晶閘管變流方式，RSD系統(tǒng)具有控制特性好，高效節(jié)能等優(yōu)點。但是由于晶閘管電路的固有特性，設(shè)備運行時將向電網(wǎng)注入諧波電流，在電網(wǎng)阻抗上產(chǎn)生諧波電壓，導(dǎo)致電網(wǎng)電壓畸變，影響供電質(zhì)量及運行安全，所以濾波器在此類設(shè)備起到的作用尤為明顯。此文針對卸船機濾波器在實際應(yīng)用中所遇到問題，進行舉例說明并分析其故障原因、結(jié)合實際改造成果，總結(jié)出了一些較為成熟且行之有效的優(yōu)化措施，以供參考。

關(guān)鍵詞：濾波器;原因分析;優(yōu)化措施

0.引言

為保證卸船機正常運行和供電系統(tǒng)可靠供電，需要采取抑制諧波電流的技術(shù)措施，同時考慮補償基波無功功率。根據(jù)我國有關(guān)電網(wǎng)電壓質(zhì)量的標準規(guī)定，以及目前國內(nèi)外在諧波治理方面的研究成果，我廠卸船機設(shè)計采用濾波兼補償技術(shù)方案，針對變流裝置產(chǎn)生的特征諧波分別設(shè)置濾波回路，吸收諧波電流，同時也起到補償基波無功功率的作用，提高電網(wǎng)的電能治理和功率因數(shù)。

1.技術(shù)數(shù)據(jù)

1.1環(huán)境條件（如表1）

1.2 供電系統(tǒng)

每臺卸船機上兩臺變壓器，參數(shù)如下：控制變壓器為6/0.4KV，250kVA;動力變壓器為6/0.525KV，2200kVA;濾波裝置接電點額定電壓（Un）為0.525kV;電網(wǎng)電壓偏移范圍（△U）為+5%～-7%;額定頻率（f）為50Hz;頻率偏移范圍（△f）為±1Hz。

1.3負荷特性

諧波源設(shè)備為重復(fù)繼續(xù)工作，一個工作周期為起動→加速→等速→下降→減速→制動;整流裝置為三相橋式全控整流;設(shè)備自然功率因數(shù)為0.72。

1.4諧波源特性

整流裝置為6脈動;整流裝置所產(chǎn)生的特征諧波為奇次濾波，由于整流變壓器的繞組 方式相同，各同次濾波在網(wǎng)側(cè)為算術(shù)和。

1.5諧波源負荷

每臺卸船機的諧波源負荷為晶閘管變流器供電的直流設(shè)備。電力負荷統(tǒng)計表如下表。

2.濾波器故障現(xiàn)象

7次濾波器放電線圈損壞，現(xiàn)象表現(xiàn)為爆裂，內(nèi)部絕緣漆液化流下。在更換損壞放電線圈后，三相電流出現(xiàn)不平衡且高出正常電流值：A相=645A、B相=665A、C相=832A（正常時三相均為400A左右）。

3.根據(jù)現(xiàn)場環(huán)境及使用情況推測大致可能原因

3.1卸船機的諧波源負荷為晶閘管變流器供電的直流設(shè)備，主要有起升、開閉和小車/俯仰驅(qū)動，作為諧波源的設(shè)備為重復(fù)斷續(xù)工作，一個工作周期按起動→加速→等速→下降→減速→制動運行，負荷的變化比較快，諧波變化和電壓波動較大。

3.2在諧波變化和電壓波動較大的工況下，濾波器投入未運行過程時，濾波器控制系統(tǒng)可能出現(xiàn)可控硅觸發(fā)回路干擾情況，導(dǎo)致可控硅在短時間內(nèi)出現(xiàn)多次誤導(dǎo)通，正常時一個周波導(dǎo)通一次，而在干擾的情況下一個周波可能導(dǎo)通多次，這樣造成放電線圈反復(fù)頻繁的放電而發(fā)生過熱燒毀的現(xiàn)象。

3.3在更換了放電線圈后，空載投入濾波器發(fā)現(xiàn)三相電流均增大，由以前的三相400A變?yōu)椋篈相B相為600A，C相變?yōu)?00A，并且三相電流均不穩(wěn)定波動劇烈。通過檢查發(fā)現(xiàn)并且本次故障還造成F7支路一只C 相可控硅損壞和兩臺電容器被擊穿。其中損壞的可控硅的電阻已降低了，正常電阻為26～28歐姆，實際測量只有22歐姆。

4.根據(jù)故障現(xiàn)象出現(xiàn)特性，陸續(xù)開展以下治理方案

4.1 更改了F7和F11觸發(fā)回路的觸發(fā)器。由以前的每相一個觸發(fā)器改為每相兩個觸發(fā)器，把兩個觸發(fā)器串聯(lián)使用，增大觸發(fā)器內(nèi)部ZG和FG的間隔，使兩個反并聯(lián)地可控硅的觸發(fā)回路單獨隔離開來，降低電源對觸發(fā)器的干擾，并建議濾波器在以后的運行方式上改為手動運行。

4.2更換了燒毀的F7次的放電線圈。此次更換的放電線圈的型號為FDGE8-1.0/0.1，相比以前的FDGE8-1.0/√3 /0.1 性能更好（耐壓等級得到提高）。加大放電線圈容量，改變放電線圈的接線方式，改以前的三角接法為星形接法，加強可控硅觸發(fā)模塊與提高放電線圈對地絕緣性能等一系列方法。

4.3更換了F7支路的所有六臺電容器，使所有的電容器的型號和參數(shù)與以前電容器的相同，同時避免電容器受到以前事故的影響到絕緣。

4.4更換F7支路的兩臺可控硅。在檢查故障點時，更換電容器后采用排除法，甩開可控硅后運行，濾波器能夠正常運行。

4.5安排人員定期對設(shè)備進行巡檢，觀察在故障處理后日常溢變現(xiàn)象，隨時做好異常記錄。

經(jīng)過較長時間地觀察試驗與現(xiàn)場測試，我們可以確認：（1）誤觸發(fā)只會出現(xiàn)在觸發(fā)模塊沒有觸發(fā)信號的時候，如果濾波器投入以后則誤觸發(fā)現(xiàn)象很小或消失。如過零觸發(fā)正常，濾波器各個元器件的溫度正常。（2）現(xiàn)象只會發(fā)生在卸船機工作而濾波器沒有投入的間隙。

從以上現(xiàn)象總體分析，我門不難看出各個濾波支路的投入與切除是用控制器發(fā)出高電平控制晶閘管的閉合與開斷來實現(xiàn)的。由于控制器受到干擾誤發(fā)信號致使晶閘管的誤動作導(dǎo)致濾波器的放電線圈和晶閘管的燒毀。所以必須在晶閘管的控制上來根除故障源。

5.濾波器放電治理措施

F5濾波器支路不變。取消晶閘管及其觸發(fā)系統(tǒng)F7和F11濾波支路的晶閘管及其觸發(fā)系統(tǒng)，在F7和F11支路原來安裝晶閘管的位置各加裝1臺大容量的接觸器，接觸器安裝在斷路器的下口，電容器柜過來的三相電纜連接在F7和F11濾波支路新裝的接觸器的下口。操作濾波器投入運行時，直接按F5/F7/F11的順序合各個濾波支路的斷路器后，新增加控制器可根據(jù)卸船機的負荷變化情況來分合接觸器來自動投入或切除各個濾波支路。

作者簡介：

何備 （1985一07）男，漢族，湖南省長沙市望城區(qū)，學(xué)歷：本科，助理工程師，研究方向：電力工程。