（南方电网超高压输电公司大理局 云南大理 671000）
摘要：某换流站交流滤波器自2017年06月以来发生了多起不平衡保护跳闸事故。文章就此类事故介绍了电容器的接线方式、不平衡保护的基本原理，深入分析了此次故障的根本原因，提出了相应的解决办法和运行维护建议。对交流滤波器的设计和运行维护具有一定的参考价值。
关键词：高压直流；交流滤波器；电容器；不平衡保护
引言
自2017年06月以来，某换流站的交流滤波器C1电容器组出现了多起不平衡保护跳闸事故。本文对此类跳闸事故原因进行了深入分析，并提出了相应的运行维护建议。
1 某换流站交流滤波器C1电容器结构
1.1 C1电容器组结构
C1电容器组采用了如图1所示的H形桥接线方式，由四个电容值相等的桥臂组成（S0=2，P0=2），是的交流滤波器最重要的组成部分，承受绝大多数电压。正常工作情况下，由于高压电容器的4个桥臂的电容值基本相同，中间的桥接线TA2电流互感器几乎没有电流通过。
1.2 C1电容器组的桥臂电容
C1电容器的4个桥臂分别由56只电容器串、并联组合而成，电气联接为2并28串（S=28，P=2）采用先并后串联接方式。
1.3 单只电容器的内部结构
单台电容器由64个电容元件（电容值为Ce）组成，电气联接为16并4串（S1 = 4，P1 = 16），采用的也是先并后串联接方式，每个电容元件都有单独的内熔丝保护。
2 交流滤波器C1电容器不平衡保护
2.1不平衡保护的基本原理
当一个桥臂发生电容器故障后，不平衡电流与穿越总电流的比值仅与故障元件的个数及原有电容器元件的串并联方式有关。因此，可以采用不平衡保护的不平衡电流与穿越总电流的比值作为保护判据，即根据单一元件耐受过电压水平，再确定损坏元件的最小个数，通过损坏元件个数来计算、确定比值，作为保护动作定值；另外，根据相应元件在该过电压水平下的耐受时间确定保护动作延时。这样，可以保证定值的设定不受交直流系统状态改变引起穿越总电流变化的影响，确保不平衡保护在各种工况下均能准确动作。
2.2 交流滤波器C1电容器不平衡保护配置
某换流站的交流滤波器C1电容器采取比值不平衡保护。比值不平衡保护采用不平衡电流 （流过电流互感器TA2的电流）与穿越电流 （流过电容器塔的总电流）的比值作为保护判据，以单一元件耐受过电压水平确定电容器组可承受的损坏元件个数，以损坏元件个数确定比值作为保护动作定值，并根据相应元件在该过电压水平下的耐受时间确定保护动作延时。
2.3 某换流站交流滤波器C1电容器不平衡整定判据：
由图1波形来看，故障导致的不平衡系数满足C1不平衡I段、II段和Ⅲ段定值，但是时间没能达到I段、II段延时定值，因此III段就先动作跳开的交流滤波器，故C1不平衡I段和II段保护都属于正确不动作，C1不平衡Ⅲ段属于正确可靠动作。
3.2 交流滤波器C1电容器塔的本体检查
对C1电容器高压塔C相、C1电容器低压塔C相的224个单支电容分别进行测试，单支电容实测值与铭牌值对比，误差小于±2%，满足要求。计算出C1电容器各桥臂电容值分别为：
CA=1.68681μF
CB=1.69152μF
CC=1.68576μF
CD=1.68914μF
计算得到C1电容器塔不平衡系数 为0.06，远小于0.48报警值，证明电容器无故障。
检查C1电容器塔的层间绝缘支柱，发现C1电容器低压塔C相第6层的一个绝缘支柱绝缘电阻不满足要求，判断此绝缘支柱被击穿。
由于电容器塔的等电位线的存在，当电容器塔层间绝缘支柱被击穿时，该绝缘支柱上下两侧的8只电容器相当于被短接。
由分析可知，C1电容器的的低压左侧桥臂电容值会发生很大变化，导致不平衡电流会增大很大，不平衡系数 会远大于1，因此会使保护Ⅲ段动作。
4 结束语
通过此次交流滤波器C1电容器组不平衡保护跳闸事故的分析，提出以下建议：
1）电容器不平衡保护动作跳闸后，应注意查看跳闸时的故障录波，通过不平衡电流大小的计算分析，有助于故障原因判断和故障位置的查找。
2）C1电容器塔安装时，应注意绝缘支柱的防水工作，防止绝缘支柱的绝缘性降低。
3）应加强对电容器的维护工作，定期测量电容器各桥臂的电容，预防C1电容器不平衡系数的扩大。
参考文献：
[1]朱韬析，王宁宁，郭卫明，等. 交流滤波器电容器 C1不平衡保护在南方电网直流输电系统中的应用［J］. 电力系统保护与控制，2010，38（20）：102-115.
[2]洪妙，刘栋，骆林峰. 换流站交流滤波器的配置与控制功能优化［J］. 电力电容器与无功补偿，2012，33（3）：6-9.
论文作者:周威振
论文发表刊物:《电力设备》2019年第12期
论文发表时间:2019/10/24
标签：电容器论文; 不平衡论文; 滤波器论文; 电流论文; 电容论文; 过电压论文; 比值论文; 《电力设备》2019年第12期论文;