交流濾波器場斷路器均壓電容測試討論

韋學亮

（云南電網有限責任公司文山供電局，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，同時在交直流側產生大量諧波，為了消除諧波等不利因素影響需在換流站內加裝濾波裝置，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”狀態并可自行投退，投退時斷路器是不可缺少的重要設備，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據來分析電容量、介質損耗值變化趨勢，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方案。

1 均壓電容工作原理

多斷口斷路器斷口間并聯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

當斷路器兩側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《電力設備檢修試驗規程》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，是現場應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

經對比兩種試驗方法，選用反接線法時測試結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只均壓電容為例進行數據分析，數據為預試定檢現場實測數據，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看出反接線下電容偏差過大，不滿足規程要求。但從表4可看出正、反接線方式下介質損失角正切（tanδ）都在規程要求范圍內，經和交接試驗對比，其變化量不大，且反接線介質損失角正切（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，均發現10 kV反接線法下電容量超規程要求，而介質損失角正切（tanδ）合格（最大與10 kV正接線法相等）；10 kV正接線法復測后電容量滿足規程要求，能有效消除干擾因素，經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損失角正切（tanδ）為基礎值，當介質損失角正切（tanδ）、電容量變化不大且滿足規程要求時選取10 kV反接線法來測試斷路器均壓電容；若10 kV反接線法下介質損失角正切（tanδ）、電容量變化巨大或超規程要求再用10 kV正接線法進行試驗。

表1 斷口電容量

表2 斷口電容量偏差

表3 介質損失角正切（tanδ）

表4 對地電容量C0

4 結束語

實際工程應用中正接線法要求均壓電容兩極均對地絕緣，當兩側地刀處于分位時，敞開式斷路器將帶有強烈的感應電如圖6所示，在進行試驗拆接和換線時，感應電傷害試驗人員風險大大增加，且安措變化大，接線較繁瑣也導致現場作業效率低。反接線適用于均壓電容一端接地，能有效規避感應電傷害的風險，能提高現場測試效率，但受干擾大。正如上文所述，測試結果應與該設備歷次測試結果和同類設備的測試結果相比較，進行全面分析和判斷，根據變化規律和趨勢，做出正確結論。在基準狀態評價的基礎上，綜合設備運行的多維度數據信息，全面準確的對設備的健康狀態進行綜合評估[5]。

圖6 感應電放電