一種諧波濾波裝置及其濾除高頻軸電流的方法
【技術領域】
[0001] 本發明設及一種諧波濾波裝置及其濾除高頻軸電流的方法，屬于同步發電機靜止 勵磁系統產生的軸電壓、軸電流防治領域。
【背景技術】
[0002] 發電機組在運行過程中，在發電機軸兩端之間、轉軸與地或者軸承之間形成的電 壓，稱為軸電壓。過高的軸電壓會擊穿發電機軸與軸承之間的潤滑油膜而產生放電現象， 造成電腐蝕現象，損害軸承等電機部件，加速機械磨損，縮短電機壽命，嚴重時甚至會造成 機組停機，危及電網系統的穩定運行，造成重大損失。因此，軸電壓是制約大型同步發電機 (汽輪發電機、水輪發電機）安全、可靠運行的嚴重問題之一。
[0003] 軸電壓異常對發電機的危害主要源于其所產生的軸電流。當軸電流密度很大時， 軸電流通過的軸頸、軸瓦等有關部件將被燒壞；軸電流引起的電弧也會燒蝕軸承部件并使 軸承的潤滑油老化，加速軸承的機械磨損；軸電流還會使汽輪機部件、發電機端蓋、軸承和 環繞軸的其他部件強烈磁化，并在軸頸和葉輪處產生單極電勢，加劇軸電壓的產生，造成惡 性循環。
[0004] 隨著晶閩管靜態勵磁系統在大型發電機中的廣泛應用，因晶閩管換流所引發的高 頻軸電壓脈沖幅值往往很高，是一種相當大的軸電壓源，對油膜絕緣危害很大，而且高頻軸 電流會對轉軸振動測量信號形成一定的干擾，影響測振精度，嚴重時可能引起軸振信號虛 高，導致機組因誤報軸振振動大而跳機。抑制靜態勵磁高頻軸電壓和軸電流是提高絕緣監 督深度、確保大型同步發電機組安全、可靠運行的迫切需要。
[0005] 為了確保大型同步發電機組安全和可靠運行，現有的軸電壓濾波裝置包括并聯的 電阻和電容，電阻和電容并聯電路的一端接地，另一端與同步發電機的轉軸勵磁側連接。此 結構的軸電壓濾波裝置可顯著抑制軸電壓、軸電流，但并不能完全消除整流器換流時引起 的高頻脈沖軸電壓和軸電流，且不能有選擇地濾除高頻諧波電流，軸電流依然含有高頻諧 波分量。
【發明內容】
[0006] 為了解決上述技術問題，本發明提供了一種諧波濾波裝置及其濾除高頻軸電流的 方法。
[0007] 為了達到上述目的，本發明所采用的技術方案是：
[000引一種諧波濾波裝置，包括電容C、電阻R和無源諧波濾波器，所述電容C、電阻R和 無源諧波濾波器并聯，所述電容C、電阻R和無源諧波濾波器并聯電路的一端接地，另一端 接同步發電機轉軸勵磁側，所述同步發電機轉軸驅動側接地；所述無源諧波濾波器包括若 干條并聯的支路，第i條支路包括串聯的開關Ki、電容。和電感L 1，其中i為正整數。
[0009] 所述無源諧波濾波器的電容。和電感L i取值滿足W下等式
[0010]
【主權項】
1. 一種諧波濾波裝置，其特征在于：包括電容C、電阻R和無源諧波濾波器，所述電容 C、電阻R和無源諧波濾波器并聯，所述電容C、電阻R和無源諧波濾波器并聯電路的一端接 地，另一端接同步發電機轉軸勵磁側，所述同步發電機轉軸驅動側接地； 所述無源諧波濾波器包括若干條并聯的支路，第i條支路包括串聯的開關1、電容(^和 電感Li,其中i為正整數。
2. 根據權利要求1所述的一種諧波濾波裝置，其特征在于：所述無源諧波濾波器的電 容Ci和電感L i取值滿足以下等式
其中，電感Li的單位為亨利，電容C 單位為法拉，fn為所要濾除的共模電壓第η次諧 波引起的高頻軸電流分量的頻率，單位為赫茲，fn= 150η，n = 2i+l。
3. 根據權利要求1所述的一種諧波濾波裝置，其特征在于：所述電容C、電阻R和無源 諧波濾波器并聯電路的一端通過快速熔斷絲與同步發電機轉軸勵磁側連接。
4. 根據權利要求1-3任意一項所述的一種諧波濾波裝置，其特征在于：所述無源諧波 濾波器的每條支路上也串聯有快速熔斷絲。
5. 根據權利要求1所述的一種諧波濾波裝置，其特征在于：所述電阻R取值為510歐
6. 根據權利要求1所述的一種諧波濾波裝置，其特征在于：所述電容C取值為10微法 拉。
7. 基于權利要求1所述的一種諧波濾波裝置濾除高頻軸電流的方法，其特征在于：包 括以下步驟， 步驟一，在無源諧波濾波器各支路開關均斷開的情況下，對同步發電機的軸電壓進行 錄波測量； 步驟二，對測量獲得的軸電壓依次進行FFT和自功率譜分析，發現共模電壓若干次諧 波分量； 步驟三，合上與諧波分量相對應的開關，以濾除突出的共模電壓若干次諧波引起的高 頻軸電流分量為目標，濾除相應的高頻軸電流分量。
【專利摘要】本發明公開了一種諧波濾波裝置，包括電容C、電阻R和無源諧波濾波器，所述電容C、電阻R和無源諧波濾波器并聯，電容C、電阻R和無源諧波濾波器并聯電路的一端接地，另一端接同步發電機轉軸勵磁側，同步發電機轉軸驅動側接地；無源諧波濾波器包括若干條并聯的支路，第i條支路包括串聯的開關Ki、電容Ci和電感Li，其中i為正整數。同時也公開了該諧波濾波裝置濾除高頻軸電流的方法。本發明不僅能有效濾除因同步發電機磁通不對稱等機組自身結構原因引起的直流軸電壓、低頻軸電壓以及靜止勵磁系統產生的高頻軸電壓，同時可有選擇地濾除靜止勵磁系統輸出共模電壓某次諧波引起的同步發電機高頻軸電流。
【IPC分類】H02M1-12
【公開號】CN104638890
【申請號】CN201510047685
【發明人】王宏華, 王成亮, 翟學鋒, 范立新, 孫昊
【申請人】國家電網公司, 江蘇省電力公司, 江蘇方天電力技術有限公司, 河海大學
【公開日】2015年5月20日
【申請日】2015年1月29日