三调谐直流滤波器的调谐特性测试

摘要：本文介绍了直流滤波器的调谐原理，并给出直流换流站新安装直流滤波器调谐特性试验方法，通过试验检测直流滤波器阻抗的调谐点及幅频特性是否满足设计要求。

关键词：滤波器调谐特性试验

中图分类号：F407.61 文献标识码：A 文章编号：

随着电力电子技术的飞速发展，大型直流输电系统在我国也日益增多，在直流输电工程中,换流器作为一种非线性有源器件,是换流站内主要的谐波源,在其运行中会产生各种谐波电流,将影响交、直流系统的正常运行，所以必须通过加装滤波器装置来限制谐波的影响。直流滤波器限制换流母线电压畸变值在所规定的谐波指标之内，并限制流进直流输电线路的谐波电流。为直流测试滤波器是否能将产生的谐波控制在可接受的水平内，在换流站直流滤波器投运前需进行以下方面的测试。滤波器调试方案包括滤波器电容器不平衡电流测试、元件电气参数测试和滤波器调谐试验三项试验。

一、直流滤波器原理

高压直流输电系统通常采用双调谐滤波器或三调谐滤波器，在±500kV换流站中通常采用四组双调谐滤波器，而±800kV换流站则采用两组三调谐直流滤波器，三调谐直流滤波器有三个串联谐振频率，可以同时吸收三种不同频率的谐波，经过等效变换相当于三个单调谐滤波器，减少了回路和元件配置，与双调谐滤波器相比，三调谐滤波器电路元件承受电压更小，绝缘水平相应降低，具有显著的优势。

三调谐滤波器原理图见右图 1，其：

电感L1和电容C1构成主调谐回路，其谐振频率为

电感L2和电容C2构成第一辅助调谐回路，其谐振频率为

电感L3和电容C3构成第二辅助调谐回路，其谐振频率为

三调谐直流滤波器总阻抗:

二、试验项目及方法

三调谐直流滤波器能否正常工作主要看其调谐点是否达到设计要求,调谐点的范围直接影响到滤波器滤除谐波的次数、大小,是影响滤波器滤波效果的关键因素。测试过程中将滤波器单个元件连接起来作为整体进行测试，直流滤波器与其他电气回路断开。

1、测试流程

2、试验工器具

3、直流滤波器试验接线

1）直流滤波器元件参数测试接线见图2。

2）直流滤波器调谐特性测试接线见图3。

直流滤波器调谐特性测试需完成滤波器阻抗幅频特性测试和相频特性测试，测试选择带宽需综合考虑特性表达需求与设备试验能力。

4、直流滤波器试验方法

1）直流滤波器元件参数测试

按照元件参数测试接线图2测量直流滤波器中电感L参数；按照元件参数测试接线图2测量直流滤波器中电容C参数。

2）直流滤波器调谐特性测试

按照滤波器调谐特性测试接线图3接入直流滤波器；在20Hz—3000Hz频段测量滤波器阻抗幅频特性；在20Hz—3000Hz频段测量滤波器阻抗相频特性。

频率测量范围应包含基波50 Hz ，并包含最高谐振点两倍以上频率。因此选择频率测量范围从30～2500 Hz ，测试各个频率下功率输出的电压、电流及之间的角度,计算出滤波器的阻抗。绘出滤波器阻抗频率曲线和相位频率曲线。频率间隔在谐振点附近应< 0.1 Hz ，非谐振点附近的其他区域频率间隔取30～50 Hz。

三、试验判据

1、对直流滤波器工作特性的要求

以±800kV普洱换流站为例，被测试滤波器电容、电感、电阻参数应满足表 1要求。

表 1 直流滤波器单元件参数要求

2、直流滤波器调谐特性需满足表 2要求。

调谐特性与理论调谐特性应一致。

滤波器类型 滤波器分组类型

谐振点频率（Hz） 与理论值偏差

调谐点阻抗值（ohm） 与设计参数计算差别

表 2直流滤波器调谐特性要求

3、三调谐直流滤波器阻抗频率特性需基本符合下图 4所示。

图 4 三调谐滤波器阻抗频率特性图

四、试验中的注意事项

1、试验气象要求：现场试验应选在良好天气条件下进行。环境温度≥5℃，相对湿度≤80%。

2、试验作业现场要求：试验前需做好试验区隔离措施，现场试验电源需安全可靠。试验中期间注意保持现场整洁。

3、试验工作应在单体调试、电容器组不平衡电流测量及调整合格后进行。

结束语

通过现场试验证明，本文介绍的测试方法能够准确测试高压直流输电系统中三调谐直流滤波器试验的各项特性指标，为工程顺利投产提供了可靠测试依据。

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