滤波器放电线圈过热烧损的原因分析及优化措施

摘 要：卸船机电气传动普遍采用晶闸管变流方式，RSD系统具有控制特性好，高效节能等优点。但是由于晶闸管电路的固有特性，设备运行时将向电网注入谐波电流，在电网阻抗上产生谐波电压，导致电网电压畸变，影响供电质量及运行安全，所以滤波器在此类设备起到的作用尤为明显。此文针对卸船机滤波器在实际应用中所遇到问题，进行举例说明并分析其故障原因、结合实际改造成果，总结出了一些较为成熟且行之有效的优化措施，以供参考。

关键词：滤波器;原因分析;优化措施

0.引言

为保证卸船机正常运行和供电系统可靠供电，需要采取抑制谐波电流的技术措施，同时考虑补偿基波无功功率。根据我国有关电网电压质量的标准规定，以及目前国内外在谐波治理方面的研究成果，我厂卸船机设计采用滤波兼补偿技术方案，针对变流装置产生的特征谐波分别设置滤波回路，吸收谐波电流，同时也起到补偿基波无功功率的作用，提高电网的电能治理和功率因数。

1.技术数据

1.1环境条件（如表1）

1.2 供电系统

每台卸船机上两台变压器，参数如下：控制变压器为6/0.4KV，250kVA;动力变压器为6/0.525KV，2200kVA;滤波装置接电点额定电压（Un）为0.525kV;电网电压偏移范围（△U）为+5%～-7%;额定频率（f）为50Hz;频率偏移范围（△f）为±1Hz。

1.3负荷特性

谐波源设备为重复继续工作，一个工作周期为起动→加速→等速→下降→减速→制动;整流装置为三相桥式全控整流;设备自然功率因数为0.72。

1.4谐波源特性

整流装置为6脉动;整流装置所产生的特征谐波为奇次滤波，由于整流变压器的绕组 方式相同，各同次滤波在网侧为算术和。

1.5谐波源负荷

每台卸船机的谐波源负荷为晶闸管变流器供电的直流设备。电力负荷统计表如下表。

2.滤波器故障现象

7次滤波器放电线圈损坏，现象表现为爆裂，内部绝缘漆液化流下。在更换损坏放电线圈后，三相电流出现不平衡且高出正常電流值：A相=645A、B相=665A、C相=832A（正常时三相均为400A左右）。

3.根据现场环境及使用情况推测大致可能原因

3.1卸船机的谐波源负荷为晶闸管变流器供电的直流设备，主要有起升、开闭和小车/俯仰驱动，作为谐波源的设备为重复断续工作，一个工作周期按起动→加速→等速→下降→减速→制动运行，负荷的变化比较快，谐波变化和电压波动较大。

3.2在谐波变化和电压波动较大的工况下，滤波器投入未运行过程时，滤波器控制系统可能出现可控硅触发回路干扰情况，导致可控硅在短时间内出现多次误导通，正常时一个周波导通一次，而在干扰的情况下一个周波可能导通多次，这样造成放电线圈反复频繁的放电而发生过热烧毁的现象。

3.3在更换了放电线圈后，空载投入滤波器发现三相电流均增大，由以前的三相400A变为：A相B相为600A，C相变为800A，并且三相电流均不稳定波动剧烈。通过检查发现并且本次故障还造成F7支路一只C 相可控硅损坏和两台电容器被击穿。其中损坏的可控硅的电阻已降低了，正常电阻为26～28欧姆，实际测量只有22欧姆。

4.根据故障现象出现特性，陆续开展以下治理方案

4.1 更改了F7和F11触发回路的触发器。由以前的每相一个触发器改为每相两个触发器，把两个触发器串联使用，增大触发器内部ZG和FG的间隔，使两个反并联地可控硅的触发回路单独隔离开来，降低电源对触发器的干扰，并建议滤波器在以后的运行方式上改为手动运行。

4.2更换了烧毁的F7次的放电线圈。此次更换的放电线圈的型号为FDGE8-1.0/0.1，相比以前的FDGE8-1.0/√3 /0.1 性能更好（耐压等级得到提高）。加大放电线圈容量，改变放电线圈的接线方式，改以前的三角接法为星形接法，加强可控硅触发模块与提高放电线圈对地绝缘性能等一系列方法。

4.3更换了F7支路的所有六台电容器，使所有的电容器的型号和参数与以前电容器的相同，同时避免电容器受到以前事故的影响到绝缘。

4.4更换F7支路的两台可控硅。在检查故障点时，更换电容器后采用排除法，甩开可控硅后运行，滤波器能够正常运行。

4.5安排人员定期对设备进行巡检，观察在故障处理后日常溢变现象，随时做好异常记录。

经过较长时间地观察试验与现场测试，我们可以确认：（1）误触发只会出现在触发模块没有触发信号的时候，如果滤波器投入以后则误触发现象很小或消失。如过零触发正常，滤波器各个元器件的温度正常。（2）现象只会发生在卸船机工作而滤波器没有投入的间隙。

从以上现象总体分析，我门不难看出各个滤波支路的投入与切除是用控制器发出高电平控制晶闸管的闭合与开断来实现的。由于控制器受到干扰误发信号致使晶闸管的误动作导致滤波器的放电线圈和晶闸管的烧毁。所以必须在晶闸管的控制上来根除故障源。

5.滤波器放电治理措施

F5滤波器支路不变。取消晶闸管及其触发系统F7和F11滤波支路的晶闸管及其触发系统，在F7和F11支路原来安装晶闸管的位置各加装1台大容量的接触器，接触器安装在断路器的下口，电容器柜过来的三相电缆连接在F7和F11滤波支路新装的接触器的下口。操作滤波器投入运行时，直接按F5/F7/F11的顺序合各个滤波支路的断路器后，新增加控制器可根据卸船机的负荷变化情况来分合接触器来自动投入或切除各个滤波支路。

作者简介：

何备 （1985一07）男，汉族，湖南省长沙市望城区，学历：本科，助理工程师，研究方向：电力工程。