CN205178486U - 一种双桥差高压交流滤波电容器装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：包括呈一字型顺序连接的高、低压电容器塔、单相交流滤波电容器组、电流互感器、管母线、支柱绝缘子和钢台架，高、低压电容器塔分别采用单桥差接线，即单相交流滤波电容器组按两个电桥的要求布置，每个电桥上设有四个电容器桥臂，在每个电桥的中间电位处连接有用于不平衡电流检测的电流互感器，电容器组在正常状态下流过各电流互感器的平衡电流趋于零，整个电桥布置在底座支柱绝缘子上。本实用新型在保持元件允许过电压倍数不变的情况下，通过把电容器组的一相一分为二，有效减少一个桥形接线中的元件总数使整定值成倍提高，从而使不平衡保护的可靠性得到显著提高。
Description
技术领域
本实用新型涉及高压直流输电技术，具体为一种双桥差高压交流滤波电容器装置。
背景技术
随着±800千伏和±1100千伏特高压直流工程的快速发展，交流滤波电容器装置呈现出电压等级越来越高（750kV～1000kV）、单相容量越来越大（大于150Mvar）的特点，不但在数量级上不断刷新记录，而且在技术上考量着大型高压交流滤波电容器组应用水平的高低。
单相交流滤波电容器装置容量大了，电容器台数（可达200～300多）就多，电容器元件就更多（可达1～2万个）。对于单相内熔丝交流滤波电容器组，保护装置要在1～2万个元件中分辨出1～2个元件故障，分辩率是否能满足保护可靠性的要求将决定电容器组是否能建立起防止事故蔓延的安全防线。如何建立高灵敏度、高可靠性的不平衡保护，是大型高压交流滤波电容器组必须解决的安全问题之一。
特高压直流工程中交流滤波电容器装置都采用中性点直接接地方式，单桥差接线是提高不平衡保护可靠性最有效方法，在500kV等级以下交流滤波电容器装置均采用此接线方式，应用相对广泛。
所谓单桥差（单H型）接线交流滤波电容器组就是单相电容器组按一个电桥的要求布置成四个电容器桥臂（C1、C2、C3、C4），使得单相电容器组在正常状态下流过电流互感器TA的平衡电流趋于零（见图1）。
对于500kV等级以上大型交流滤波电容器组，电容器单元数很多，在对称位置出现故障的概率不可忽略。按照IEEEC37.99-2000《IEEE并联电容器组保护导则》的观点，两段式保护的要求就是在跳闸之前增设一级报警，一旦确定有内熔丝动作则动作于报警，以便安排计划检修。两段式保护不仅从根本上杜绝了在对称位置上出现故障的现象，堵住了不平衡保护天生的“漏洞”，而且使安全防范措施变消极被动为积极主动。两段式不平衡保护目前在直流工程的滤波电容器组中普遍采用。
初始不平衡值主要与电容器的制造偏差和电容器的温度特性有关。电容器的制造偏差虽然可以通过在电容器组内部的配平得到改善，但最终会受到测量精度的限制。由电容器温度特性产生的电容偏差主要取决于电容器组温度场的分布与变化。当整定值无法躲过初始不平衡值时，就意味着不平衡变化会频繁误动、减少电容器组的有效运行时间、增加维护成本，甚至会严重影响交流滤波电容器组的正常运行。
当对大型交流滤波电容器组按常规桥差进行两段式保护整定计算时不难发现：即使把电容偏差降至最低，保护整定值仍无法通过初始不平衡校验。
在分析影响整定值大小的各种因素中，提高元件允许过电压倍数固然可以使输出信号增大，但这是以牺牲电容器更多的安全裕度为代价作交换的，实质上是让交流滤波电容器组在更严酷的状态下继续运行。对于500kV等级以上大型交流滤波电容器组显然不能去冒如此安全风险，有必要解决这一技术问题。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术存在的上述不足，提供一种可有效提高高压交流滤波电容器组不平衡保护整定值，从而提高电容器可靠性的双桥差高压交流滤波电容器装置。
为了实现所要解决的技术问题，本实用新型采用如下技术方案：
一种双桥差高压交流滤波电容器装置，包括呈一字型顺序连接的高、低压电容器塔、单相交流滤波电容器组、电流互感器、管母线、支柱绝缘子和钢台架，高、低压电容器塔分别采用单桥差接线，即单相交流滤波电容器组按两个电桥的要求布置，每个电桥上设有四个电容器桥臂，在每个电桥的中间电位处连接有用于不平衡电流检测的电流互感器，电容器组在正常状态下流过各电流互感器的平衡电流趋于零，整个电桥布置在底座支柱绝缘子上。
所述两个电桥串联/并联在高压进线端HV与低压出线端LV之间。
所述高压电容器塔与低压电容器塔通过管母线连接。
优选的是两个电桥为双桥差结构，即双H型桥差结构接线电容器组。
所述底座支柱绝缘子上设有钢台架，电容器布置在钢台架上。
所述电流互感器布置在钢台架外部。
所谓双H型桥差结构接线电容器组就是任何单相交流滤波器电容器组按两个电桥（纵向或横向）的要求各自布置成四个电容器C桥臂，使得电容器组在正常状态下流过电流互感器TA1、TA2的不平衡电流趋于零，这样，本实用新型在保持元件允许过电压倍数不变的情况下，通过把单相交流滤波器电容器组一分为二，由原来的一个桥形（单H型）接线改成两个桥（双H型），通过有效减少一个桥形接线中的元件总数使整定值成倍提高，或者说是使初始不平衡值成倍减小。显然，通过缩小监控范围不但有效提高了不平衡保护的整定值，从而使不平衡保护的可靠性得到显著提高。
两个双桥差（即双H型）为串联结构时，双桥差结构为纵向；
两个双桥差（即双H型）为并联结构时，双桥差结构为横向；
纵向双桥差能提高整定值；横向双桥差能减小初始不平衡值。
当交流滤波电容器组的规模足够大时，可以把单相交流滤波电容器组分成比双桥差更多的电桥，但成本会更高、结构会更复杂。
本实用新型的优点是：
1、不平衡保护可靠性高，安全可靠、保护不易误动。无论是采用纵向双桥差，还是横向双桥差，都能成倍提高保护可靠系数。可靠系数越高，电容器运行越安全可靠，保护更不易误动，运行时误跳闸概率低，减少产品维护和检修。
2、双桥差接线相对简单，安装过程中的风险小；整体布置紧凑，占地小。
3、可以进一步提高高压交流滤波电容器装置单相容量配置，减少特高压工程投入成本。
4、可以满足电压等级更高的直流工程中交流滤波电容器不平衡保护可靠性的需要。
附图说明
图1为现有技术中单桥差（单H型）接线单相交流滤波电容器组的原理图。
图2为本实用新型双桥差（双H型）接线单相交流滤波电容器组（纵向双桥差）的原理图。
图3为本实用新型双桥差（双H型）接线单相交流滤波电容器组（横向双桥差）的原理图。
图4为图2中纵向双桥差（双H型）接线交流滤波电容器组的结构图。
图5为图4的左侧视图。
图6为图3中纵向双桥差（双H型）接线交流滤波电容器组的结构图。
图7为图6的左侧视图。
图中：1－内熔丝电容器2－连接导线3－底座支柱绝缘子4－钢台架5－管母线6－电流互感器7－层间支柱绝缘子8－接地端子C－内熔丝电容器TA－电流互感器HV－电容器组的高压进线端LV－电容器组的低压出线端C1、C2、C3、C4、C5、C6、C7、C8－电容器桥臂TA1、TA2－电流互感器。
具体实施方式
以下结合实施例和附图，对本实用新型作进一步详细描述。
下面实施例为本实用新型的非限定性实施例。
实施例1：
图4、5所示的是TAL750-151552/592-1QW型单相交流滤波电容器装置的视图，该电容器装置对应图2中纵向双桥差（双H型）接线单相交流滤波电容器组的原理图，其可以通过下面的方式实施。
本实施例中单相交流滤波电容器组分为两个电容器塔布置，即高压塔和低压塔，每个塔上布置一个电桥，每个塔放置在底座支柱绝缘子3上。
两个塔上各布置有8层电容器单元，每层电容器单元分两排侧卧布置在热镀锌型钢台架4上。高压塔前侧的上4层电容器单元构成电桥的C1，下4层电容器构成电桥的C3；后侧的上4层电容器构成电桥的C2，下4层电容器构成电桥的C4。低压塔前侧的上4层电容器单元构成电桥的C5，下4层电容器构成电桥的C7；后侧的上4层电容器构成电桥的C6，下4层电容器构成电桥的C8。每1层电容器台架间设有支柱绝缘子7。
高压塔顶端为电源高压进线端HV，通过前后两侧的电容器串并联形成两个支路向下到达塔底，在两支路的中间电位处连接不平衡电流检测用电流互感器TA1形成一个电桥。高压塔底端通过管母线5连接到低压塔顶端，低压塔同样通过前后两侧的电容器串并联形成两个支路向下到达塔底连接成低压出线端LV，在两支路的中间电位处连接不平衡电流检测用电流互感器TA2形成另一个电桥。
每个钢台架4的两侧各有一个用于检修时用的接地端子8。电流互感器TA1、TA2布置在每个塔的外侧（结构简洁、布置清晰、维护方便）。
实施例2：
图6、7所示的是TAL750-151552/592-1QW型单相交流滤波电容器装置的视图，该电容器装置对应图3中横向双桥差（双H型）接线电容器组的原理图，其可以通过下面的方式实施。
本实施例中单相交流滤波电容器组分为两个电容器塔布置，即前塔和后塔，每个塔上布置一个电桥，每个塔放置在底座支柱绝缘子3上。
两个塔上各布置有8层电容器单元，每层电容器单元分两排侧卧布置在热镀锌型钢台架4上。前塔前侧的上4层电容器单元构成电桥的C1，下4层电容器构成电桥的C3；后侧的上4层电容器构成电桥的C2，下4层电容器构成电桥的C4。后塔前侧的上4层电容器单元构成电桥的C5，下4层电容器构成电桥的C7；后侧的上4层电容器构成电桥的C6，下4层电容器构成电桥的C8。每1层电容器台架间设有支柱绝缘子7。
前、后塔顶端为电源高压进线端HV，通过前后两侧的电容器串并联形成两个支路向下到达塔底连接成低压出线端LV，在两支路的中间电位处分别连接不平衡电流检测用电流互感器TA1、TA2形成两个电桥。
每个钢台架4的两侧各有一个用于检修时用的接地端子8。电流互感器TA1、TA2布置在每个塔的外侧。
上述实施例，仅为对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进一步详细说明的具体个例，本实用新型并非限定于此。凡在本实用新型的公开的范围之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：包括呈一字型顺序连接的高、低压电容器塔、单相交流滤波电容器组、电流互感器、管母线、支柱绝缘子和钢台架，高、低压电容器塔分别采用单桥差接线，即单相交流滤波电容器组按两个电桥的要求布置，每个电桥上设有四个电容器桥臂，在每个电桥的中间电位处连接有用于不平衡电流检测的电流互感器，电容器组在正常状态下流过各电流互感器的平衡电流趋于零，整个电桥布置在底座支柱绝缘子上；
所述高压电容器塔与低压电容器塔通过管母线连接；
所述底座支柱绝缘子上设有钢台架，电容器布置在钢台架上；
所述电流互感器布置在钢台架外部。
2.根据权利要求1所述的双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：所述两个电桥串联在高压进线端HV与低压出线端LV之间。
3.根据权利要求1所述的双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：所述两个电桥并联在高压进线端HV与低压出线端LV之间。
4.根据权利要求1所述的双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：所述两个电桥为双桥差结构，即双H型桥差结构接线电容器组。
5.根据权利要求4所述的双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：所述双H型桥差结构接线电容器组是任何单相交流滤波器电容器组按两个电桥纵向或横向的要求各自布置成四个电容器C桥臂，使得电容器组在正常状态下流过电流互感器TA1、TA2的平衡电流趋于零，在保持元件允许过电压倍数不变的情况下，通过把单相交流滤波器电容器组一分为二，由原来的单H桥形接线改成双H桥型。
6.根据权利要求1所述的双桥差高压交流滤波电容器装置，其特征是：所述双桥差为串联结构时，双桥差结构为纵向；双H型桥差为并联结构时，双桥差结构为横向；纵向双桥差能提高整定值；横向双桥差能减小初始不平衡值。
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|---|---|---|---|---|
| CN106707102A (zh) * | 2016-12-09 | 2017-05-24 | 中国西电电气股份有限公司 | 一种电容器组主接线结构和故障判断方法 |
| CN113702780A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-26 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 | 基于bp神经网络的高压电容在线监测方法和装置 |
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| CN113702780A (zh) * | 2021-08-20 | 2021-11-26 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 | 基于bp神经网络的高压电容在线监测方法和装置 |
| CN113702780B (zh) * | 2021-08-20 | 2024-01-19 | 中国南方电网有限责任公司超高压输电公司大理局 | 基于bp神经网络的高压电容在线监测方法和装置 |
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