[实用新型]新型阻塞滤波器

说明书

技术领域

本实用新型涉及到发电机组轴系扭振保护装置，尤其是衰减流入并网发电机的次同步频率电流，从而达到预防和抑制次同步谐振的作用。

背景技术

串联电容补偿是提高远距离输电线路输电能力的经济有效措施，但是，输电线路上增加串联电容补偿后容易引起附近发电机组轴系的次同步谐振，造成发电机组大轴的损坏。为了消除上述次同步谐振，美国GE公司在1974年提出了一种在发电机升压变压器高压绕组的低压侧安装阻塞滤波器的方法[United States Patent 3813593]来预防和抑制上述次同步谐振。此阻塞滤波器的接线如图1所示，在升压变压器三相高压绕组20a、20b、20c的低压侧与中性点D(地)之间分别串联接入相同的阻塞滤波器24、26和28，每相阻塞滤波器由多个并联谐振回路（图1中仅表示了X、Y和Z三个）串联组成，同一相中的每个并联谐振回路有不同的谐振频率，每个谐振频率与发电机组大轴的一个次同步扭振模态的频率相适应，通过这种阻塞滤波器，有效地减少和衰减了含有串联电容补偿输电系统流入发电机的次同步频率电流，从而预防和抑制发电机组的次同步谐振。

但，受当时技术水平等方面的限制，上述阻塞滤波器存在几个方面的问题：首先，阻塞滤波器回路没有考虑过电压保护装置，在系统故障时容易造成设备损坏；其次，没有考虑阻塞滤波器元件损坏时在不解列发电机组情况下维护及其可能带来的问题，例如，当阻塞滤波器回路中有元件损坏时，需要退出全部阻塞滤波器进行维修，此时需要解列发电机，从而影响发电和电厂可靠性和可用率。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型目的在于：第一：解决电容器过电压保护问题，第二：解决当阻塞滤波器部分元件损坏时，不能单独退出有故障的单相阻塞滤波器进行维修的问题，并解决当退出单相阻塞滤波器后，带来的系统三相不平衡和发电机负序电流过大的问题。

为达上述目的，本实用新型采用如下技术方案：一种新型阻塞滤波器，安装于升压变压器三相高压绕组与中性点之间，重点改进在于：在每相阻塞滤波器高、低压端分别安装隔离开关，和并联旁路开关以及三相公共旁路回路，使得旁路单相阻塞滤波器进行维修成为可能。当有元件损坏时，可以通过旁路开关和公用旁路回路旁路有故障的单相阻塞滤波器，然后通过隔离开关隔离该相阻塞滤波器进行维修。

针对上述旁路单相阻塞滤波器后导致的三相不平衡和发电机负序电流过大的问题，考虑了两种解决方案，第一种技术方案：在每相高压绕组与其连接的阻塞滤波器之间设置0阶电抗器，以抵消阻塞滤波器在工频时的总容抗，使得变压器高压绕组低压侧与中性点之间的总工频阻抗接近于0，从而达到单相阻塞滤波器与0阶电抗器全部旁路时三相工频基本平衡，消除发电机负序电流过大的问题；第二种技术方案：在三相公共旁路回路增加旁路电容器组，该电容器组的工频总容抗与阻塞滤波器单相工频总容抗相当，这样当旁路单相阻塞滤波器时，也可达到三相基本平衡。为了保证旁路电容器的安全，该旁路电容器的两端也并联MOV过电压保护设备。

本实用新型另一重要改进点在于：在每相阻塞滤波器中各阶并联谐振回路电容器的两端均并联金属氧化物变阻器作为并联谐振回路的过电压保护设备；在三相阻塞滤波器连接的中性点与地之间串联设置中性点限流电抗器，有效解决阻塞滤波器电容器无过电压保护设备的问题，并降低了金属氧化物变阻器（MOV）的容量需求和总投资。

最后：在升压变压器三相高压绕组低压端分别安装金属氧化物变阻器作为过电压保护设备，用于限制变压器高压绕组低压侧的过电压水平。

上述技术方案的有益效果可以汇总为：首先，当系统发生故障时MOV能够保护电容器不损坏，提高了阻塞滤波器的可靠性，同时通过增加中性点电抗器降低了MOV的容量需求和系统的单相短路电流，有利于改善线路断路器工作条件，进一步提高系统运行的可靠性，同时减少系统总投资；其次，通过增加隔离开关和旁路回路，当阻塞滤波器回路元件损坏时退出故障相进行维修而不必退出三相阻塞滤波器，也消除了因阻塞滤波器故障影响发电机的发电和运行的问题，从而进一步提高阻塞滤波器和发电机组的可用率，通过增加0阶电抗器或者旁路电容器消除了单相阻塞滤波器旁路时的三相不对称和发电机负序电流过大的问题。增加0阶电抗器与增加旁路电容两个方案中，前者可以降低系统短路电流和变压器中性点侧运行电压，后者可以省去0阶电抗器减少工程总投资和占地，在实际问题中可以灵活选用。

附图说明

图1为现有阻塞滤波器的接线方式电路图。