滤波器的调试

第七章滤波器的调试

第一节概述

为了限制谐波电流对电力网的侵入，要求在投入大量的非线形负荷的同时,应当投入大容量的滤波器，这样，一方面可以对电力网进行无功功率补偿，另一方面还可以滤除非线形负荷所产生的大量滤波电流。

一个设计好的滤波器支路，必须要经过一系列的计算、校核、调试，才能在电力系统中有效地发挥作用。

滤波器的调试，一是要保证系统的安全运行，经调试后谐波指标等达到设计要求，避免滤波器的投入造成系统与滤波器的谐振而使谐波电流放大，并且投切滤波器时产生的过电压也应有效地限制在限定的范围内，不至于损坏其它设备；二是要保证滤波器本体的安全运行，滤波器经调试投入系统以后，谐波电流流入滤波器不会导致滤波器的电容﹑电感、电阻发生稳态过负荷，以及在投切滤波器时的过电压、过电流不会对滤波器本体造成损坏。

第二节滤波器的安装与调试

滤波器设备本身的安装调试，分为设备安装前调试和安装后调试。

安装前调试主要是针对滤波器设备本身，如电容器电抗器电阻器断路器等做一系列的例行试验及检验试验。对电容器要做大量的测量，测量并记录每台电容器的电容量，然后进行合理搭配安装使三相平衡度达到要求。对电抗器进行测量，掌握其变化规律，以便调试顺利。对电阻器进行整台的温升试验，防止电阻器投入后发生过热。对真空断路器还要做机械性试验，测量其反弹量，防止它切断电路造成重燃，当然，在此之前最好先做真空灭弧室的老练试验。

安装后的调试，首先是在全部设备安装以后，对全部设备做一个详细的安装检查，确保三相A、B、C连接正确，防止相序接反，造成以后调试不便及继电保护误动作。然后对电容器进行逐台安装检查，用万用表检验其接线的良好性，保证各台电容器连接无误，以便冷态调试正确，最后进行滤波器的冷态调试，根据每相每组的调试频率，调整电抗器上下线圈之间的距离，改变电抗值，使之与电容器在调试频率下谐振。这样就完成了滤波器的投入前调试，如想进一步了解和检验其阻抗特性，还可以通过进一步的试验得出。

滤波器的主要调试步骤如下：

（1）测量系统的谐波：主要针对滤波器服务的对象（如电弧炉等），在各种工况下的谐波，检查其测量数据是否超过滤波器设计时厂家提供给设备设计方的数据，以便及时修改滤波器。

（2）将测量谐波数据和系统网络参数一并输入计算机验算，检验滤波器在此谐波下，各种工况能否满足滤波要求，以及滤波器是否过负荷，如不满足滤波要求，就应考滤调整滤波器参数等。

（3）计算出系统和滤波器的阻抗频率特性，研究其并联谐振点的频率是否接近某一谐波，而造成谐波电流放大；研究系统的阻抗频率特性，决定滤波器是正偏调还是负偏调。

（4）计算滤波器投入时的过电压、过电流，检验其是否对设备及系统有危害，考虑是否增设相应的保护装置，如氧化锌避雷器等等。这一点是很重要的，它可以保证滤波器投入时不会造成对人身及设备的损伤。

（5）对滤波器设备本身进行安装、调试。

（6）编写投切滤波器的方案，投切滤波器，监视流入滤波器以及系统的谐波电流及系统电压畸变，看是否达到设计要求。

第三节滤波器的冷态调试方法

一幅频特性法

当滤波器谐振时，是个纯电阻，其值最小。而流过滤波器的谐波电流最大。

这样，当滤波器谐振时：（1）电路呈阻性，电阻电压最大；（2）滤波器总电压最小。

幅频特性法，就是观察上述两个电压值，在电源频率发生变化（电源电压不变）时，达到极值来确定调谐回路的谐振。当然，这种方法首先需估算两个电压的大小，才能有效地进行电压值的观察。这种方法误差较大，有计算误差和试验误差，尤其是观察误差。

再有，滤波器发生谐振时，电抗器和电容器的电压并不是最大值，这一点必须在调谐时加以注意。这是因为

二放电振荡法

图7-1为放电振荡法示意图。其基本过程是：先合上打开，给电容器C充电，然后打开合上放电，这时测量电阻R上的电压，用示波器记录其波形，然后在一个周波的时间（周期）内测量，算出其谐振频率。故每测一次都需充、放电一次，过程复杂，观察误差大，不准确。

三相频特性法——直线调谐法

把电阻电压和滤波器的总电压分别输入同一个滤波器的两个通道进行相角比较，可以确定滤波器是否谐振。可以采用的方法有：（1）用不同轴输入上述两个电压；（2）同轴输入。

用同轴输入的方法，在观察两个电压相位的过程中，由于同相或反相的观察，只能看到有限几个点或重合或正好相反，误差较大，不利于调谐准确。而不同轴法输入，在观察两个电压的相位变化过程中，由于图形是由一个椭圆变成一条直线，就可以确定谐振，这样观察比较容易，且准确量小。

相频特性法调谐的主要过程：

（1）按测量要求接线；

（2）用温度计测量当时的温度；

（3）计算当时情况下的调谐频率，滤波器的调谐频率是正偏还是负偏，偏差值为多少（正、负偏可以根据系统阻抗来定）；

（4）接通电源，调整好示波器，以便观察；

（5）调节好频率计的显示，以及信号发生器的电源频率（应是调谐频率）；

（6）调节信号发生器的输入电压，使示波器图形易于观察，又不失真，准确度高；

（7）调节滤波电抗器上下线圈的距离，改变其电抗值，直到示波器图形从椭圆变成一条直线；

（8）测量当时L、C和滤波电抗器的上下线圈之间的距离（加工好垫块填入，以防电抗器变形）；

（9）改变信号发生器的频率，还可以测量得出该滤波器的阻抗频率特性；

（10）把全套滤波器组（单相）投入，改变信号发生器的频率，还可以计算、测量得出滤波器的总阻抗——频率特性，检验其共振点；

用相频特性法还可以为高通滤波器和双调谐滤波器进行冷态调谐。因此该方法比较实用。

通过上述过程进行滤波器的调试，就可使滤波器达到设计要求，安全可靠地投入系统

运行。

第四节小结

本章介绍了在滤波器调试的过程中应解决的几个问题，以及应用相频特性法进行滤波器冷态调谐较幅频法在技术和经济上所具有的优越性，并结合三山钢厂谐波治理进行调试结果分析。