在直流输电系统中,为了滤除直流控制系统产生的谐波以避免对交流输电系统带来不良影响,同时补偿直流控制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(必须满足交流滤波器组数最小运行方式)。交流滤波器由电容、电抗和电阻串并联组成。接下来,详细为你说下“交流滤波器原理及其作用 交流滤波器选用的原则”

 

一、交流滤波器原理及其作用

交流滤波器中的最重要组成部分是高端的电容器,它承受了大部分的母线电压,容易在电容器损坏后发生雪崩,造成爆炸。为了有效的保护这些电容器,现场一般把电容器分成四组大小相同的部分,用H型接线连接起来,正常情况下由于四组电容器大小相同,中间的桥接线上没有电流流过,一旦电容器发生击穿或者熔丝熔断等情况之后,桥上就流过了不平衡电流,这样就检测电容器是否发生故障。假设一次系统的电容器损坏之后电容变化了1%,此时由此产生的不平衡电流只有流过整个电容电流的0.25%,所以可以看出电容损坏之后产生的不平衡电流很小,现场投运的交流滤波器保护的不平衡动作定值一般为几十毫安到一百多毫安,这就要求保护装置必须对不平衡电流有很高的测量精度,而且不平衡保护在实现过程中还有以下几个难点需要解决:
1)正常投运的交流滤波器中的四组高端电容器不可能完全相同,导致正常情况下可能有较大的不平衡电流流过桥支路,以葛洲坝换流站的低通交流滤波器为例,其高端不平衡保护的动作定值为95mA,但是正常情况下就有89mA的不平衡电流流过桥支路,显然如果不能补偿这个正常情况下的不平衡电流,高端不平衡保护将基本不能实现。
2)母线电压随着系统的运行方式和投入交流滤波器的数量发生变化,导致流过桥支路的不平衡电流随之发生变化,这将影响电容器不平衡保护的灵敏度。
3)电容器的电容值受到很多外部环境参数的影响,例如温度变化等。为了很好的解决以上几个问题,通过深入的理论分析和动模试验,我们采用带有自动补偿方式的稳态不平衡元件和带有浮动门槛的暂态不平衡元件共同构成交流滤波器的电容器不平衡保护,它既能提高不平衡保护动作的灵敏度,又能保证在各种复杂的系统运行方式情况下不误动作。
1、带有自动补偿方式的稳态不平衡元件
在实际投运过程中,交流滤波器的四组高端电容器不尽相同,导致了一个固定的不平衡电流存在,而且这个不平衡电流还随着母线电压的变化而变化,但是该不平衡电流和流过整个电容器的比例是一定的,这样就可以利用这个关系对固有不平衡电流进行补偿:在更换交流滤波器的高端电容器之后的第一次投运时,由运行人员在保护装置的面板上触发一次锁存初始化不平衡保护参数的命令,装置接受到该命令之后,自动的将此时各相不平衡电流和全电容电流的比值和方向记忆下来。
2、带有浮动门槛电流跟踪的暂态不平衡保护
电容器的参数在外界环境参数发生变化的情况下(如温度等)会发生缓慢的变化而产生一定的不平衡电流,为了消除这种不平衡电流对不平衡保护的影响,需要引入带有浮动门槛电流跟踪的暂态不平衡保护,该保护元件可以通过带有浮动门槛的电流跟踪元件跟踪不平衡电流的变化并自动进行补偿。由于采用了以上两个不平衡保护原理大大的提高了不平衡保护的灵敏度,而且不受系统运行方式的影响,在区内区外发生故障之后电容放电引起暂态过程也不会误动,使得不平衡保护的安全性、可靠性与灵敏度同时兼顾。

交流滤波器原理及其作用

二、交流滤波器选用的原则

1、差模的通过带宽选择
原则:数据信号通过所需的频带≧最大传输速度的1.5倍。
(1)常见高速数据信号的传输速度;
(2)因此得出常见高速信号要求滤波器的带宽表如下:
(3)带宽计算方法:信号的通过带宽以-3dB为截止频率(cut off frequency),因此下图的共模滤波器的带宽是3G;
2、共模阻抗(在100MHZ频率下测试的共模阻抗值)。
原则:在带宽满足条件下一般选择共模阻抗大,差模阻抗小的产品。
3、封装,根据具体需求选择合适尺寸(长*宽mm)。
4、直流阻抗(DC Resistance )
原则上直流阻抗越小越好。
5、额定电流和额定电压
共模滤波器额定电压一般都大于5V,额定电流大于100mA,考虑到差分信号一般都是电压和电流很小,所以一般都能满足。

交流滤波器选用的原则