一种谐波滤波装置及其滤除高频轴电流的方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及一种谐波滤波装置及其滤除高频轴电流的方法，属于同步发电机静止 励磁系统产生的轴电压、轴电流防治领域。
【背景技术】
[0002] 发电机组在运行过程中，在发电机轴两端之间、转轴与地或者轴承之间形成的电 压，称为轴电压。过高的轴电压会击穿发电机轴与轴承之间的润滑油膜而产生放电现象， 造成电腐蚀现象，损害轴承等电机部件，加速机械磨损，缩短电机寿命，严重时甚至会造成 机组停机，危及电网系统的稳定运行，造成重大损失。因此，轴电压是制约大型同步发电机 (汽轮发电机、水轮发电机）安全、可靠运行的严重问题之一。
[0003] 轴电压异常对发电机的危害主要源于其所产生的轴电流。当轴电流密度很大时， 轴电流通过的轴颈、轴瓦等有关部件将被烧坏；轴电流引起的电弧也会烧蚀轴承部件并使 轴承的润滑油老化，加速轴承的机械磨损；轴电流还会使汽轮机部件、发电机端盖、轴承和 环绕轴的其他部件强烈磁化，并在轴颈和叶轮处产生单极电势，加剧轴电压的产生，造成恶 性循环。
[0004] 随着晶闽管静态励磁系统在大型发电机中的广泛应用，因晶闽管换流所引发的高 频轴电压脉冲幅值往往很高，是一种相当大的轴电压源，对油膜绝缘危害很大，而且高频轴 电流会对转轴振动测量信号形成一定的干扰，影响测振精度，严重时可能引起轴振信号虚 高，导致机组因误报轴振振动大而跳机。抑制静态励磁高频轴电压和轴电流是提高绝缘监 督深度、确保大型同步发电机组安全、可靠运行的迫切需要。
[0005] 为了确保大型同步发电机组安全和可靠运行，现有的轴电压滤波装置包括并联的 电阻和电容，电阻和电容并联电路的一端接地，另一端与同步发电机的转轴励磁侧连接。此 结构的轴电压滤波装置可显著抑制轴电压、轴电流，但并不能完全消除整流器换流时引起 的高频脉冲轴电压和轴电流，且不能有选择地滤除高频谐波电流，轴电流依然含有高频谐 波分量。
【发明内容】
[0006] 为了解决上述技术问题，本发明提供了一种谐波滤波装置及其滤除高频轴电流的 方法。
[0007] 为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：
[000引一种谐波滤波装置，包括电容C、电阻R和无源谐波滤波器，所述电容C、电阻R和 无源谐波滤波器并联，所述电容C、电阻R和无源谐波滤波器并联电路的一端接地，另一端 接同步发电机转轴励磁侧，所述同步发电机转轴驱动侧接地；所述无源谐波滤波器包括若 干条并联的支路，第i条支路包括串联的开关Ki、电容。和电感L 1，其中i为正整数。
[0009] 所述无源谐波滤波器的电容。和电感L i取值满足W下等式
[0010]
【主权项】
1. 一种谐波滤波装置，其特征在于：包括电容C、电阻R和无源谐波滤波器，所述电容 C、电阻R和无源谐波滤波器并联，所述电容C、电阻R和无源谐波滤波器并联电路的一端接 地，另一端接同步发电机转轴励磁侧，所述同步发电机转轴驱动侧接地； 所述无源谐波滤波器包括若干条并联的支路，第i条支路包括串联的开关1、电容(^和 电感Li,其中i为正整数。
2. 根据权利要求1所述的一种谐波滤波装置，其特征在于：所述无源谐波滤波器的电 容Ci和电感L i取值满足以下等式
其中，电感Li的单位为亨利，电容C 单位为法拉，fn为所要滤除的共模电压第η次谐 波引起的高频轴电流分量的频率，单位为赫兹，fn= 150η，n = 2i+l。
3. 根据权利要求1所述的一种谐波滤波装置，其特征在于：所述电容C、电阻R和无源 谐波滤波器并联电路的一端通过快速熔断丝与同步发电机转轴励磁侧连接。
4. 根据权利要求1-3任意一项所述的一种谐波滤波装置，其特征在于：所述无源谐波 滤波器的每条支路上也串联有快速熔断丝。
5. 根据权利要求1所述的一种谐波滤波装置，其特征在于：所述电阻R取值为510欧
6. 根据权利要求1所述的一种谐波滤波装置，其特征在于：所述电容C取值为10微法 拉。
7. 基于权利要求1所述的一种谐波滤波装置滤除高频轴电流的方法，其特征在于：包 括以下步骤， 步骤一，在无源谐波滤波器各支路开关均断开的情况下，对同步发电机的轴电压进行 录波测量； 步骤二，对测量获得的轴电压依次进行FFT和自功率谱分析，发现共模电压若干次谐 波分量； 步骤三，合上与谐波分量相对应的开关，以滤除突出的共模电压若干次谐波引起的高 频轴电流分量为目标，滤除相应的高频轴电流分量。
【专利摘要】本发明公开了一种谐波滤波装置，包括电容C、电阻R和无源谐波滤波器，所述电容C、电阻R和无源谐波滤波器并联，电容C、电阻R和无源谐波滤波器并联电路的一端接地，另一端接同步发电机转轴励磁侧，同步发电机转轴驱动侧接地；无源谐波滤波器包括若干条并联的支路，第i条支路包括串联的开关Ki、电容Ci和电感Li，其中i为正整数。同时也公开了该谐波滤波装置滤除高频轴电流的方法。本发明不仅能有效滤除因同步发电机磁通不对称等机组自身结构原因引起的直流轴电压、低频轴电压以及静止励磁系统产生的高频轴电压，同时可有选择地滤除静止励磁系统输出共模电压某次谐波引起的同步发电机高频轴电流。
【IPC分类】H02M1-12
【公开号】CN104638890
【申请号】CN201510047685
【发明人】王宏华, 王成亮, 翟学锋, 范立新, 孙昊
【申请人】国家电网公司, 江苏省电力公司, 江苏方天电力技术有限公司, 河海大学
【公开日】2015年5月20日
【申请日】2015年1月29日