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摘要：电容器作为交流滤波器的核心元件，其运行状态直接关系到整个滤波器组的运行，渗油、瓷瓶破损及容量超标等都可能改变电容器参数，进而影响整个滤波器组的性能，必须及时将其更换。针对目前更换方式的缺点，基于士800kV楚雄换流站，提出3种设计方案，并通过对比分析，阐明每种方案的优缺点，给出建议。
云广特高压直流输电工程是世界上第一个±800kV、输电容量5000mw的特高压、大容量直流输电工程。交流滤波器作为重要的电气一次设备，它的运行情况直接影响着系统电压及无功功率平衡，直接决定了系统内的谐波含量，从而影响着整条直流输电系统的稳定运行。而电容器作为交流滤波器的核心元件，其运行状态则直接关系到整个滤波器组的正常运行，渗油、瓷瓶破损及容量超标等都可能改变电容器的参数，进而影响整个滤波器组的性能，必须及时将其更换。但是，目前系统内没有一套专门针对交流滤波器电容器更换的专用设备或工器具，对电容器的更换主要利用滑轮，采用人力拉拽吊装的方式进行，耗时耗力，作业时间长，安全性差，在事故抢修等紧急情况下甚至影响系统恢复送电时间。因此，设计一套行之有效、省时省力、高安全性的电容器更换装置很有必要，在检修工期紧张等紧急情况时显得尤为重要。本文针对目前采取的更换方式的缺点，基于±800kV楚雄换流站，提出3种设计方案，并通过对比分析，阐明每种方案的优缺点，给出建议。
1 电容器更换现状
1.1交流滤波器结构
目前，直流输电系统所采用的交流滤波器基本都采用角钢塔式结构，电容器由螺栓固定在钢构架上并排分层布置。楚雄换流站交流滤波器现场实物如图1、图2所示，电容器有横放和竖放两种安装形式，层间距在1m以内，结构紧凑，作业空间较小。
云广特高压直流输电工程和糯扎渡直流输电工程的送端站和受端站交流滤波器配置见表1a 4个电站的交流滤波器电容器由不同厂家生产，电气型式多样、数量庞大，虽然均为塔式结构，但不同厂家的安装形式、外观尺寸等均存在差异。而根据运行经验，电容器属于易损器件，其检修、维护工作量较大。以楚雄换流站为例，一个月要更换电容器3台左右。为了尽快排除隐患，提高滤波器可用率，对电容器更换效率提出了高要求。
1.2更换现状分析
目前，电力系统内尚没有较专业的单只交流滤波器电容器更换装置。SIEMENS公司拥有1套电容器更换装置，但该套装置主要用于悬吊式直流滤波器电容器的更换，对于交流滤波器电容器并不适用。国内基本都采用人工拆卸安装与吊车吊装相结合的方式更换单只交流滤波器电容器。
截至目前，楚雄换流站因交流滤波器电容器漏油、电容量异常、瓷套破损等原因，已进行了多次单只电容器的更换作业。作业均采用图3所示的动定滑轮、绳索和人力组合形式进行。
作业时，定滑轮通过钢管或木桩固定在电容器塔中间，绳索一端系电容器，另一端由数人（至少3人）在地面拉拽，通过人力将电容器从电容器塔中间缝隙吊起或放下。电容器的拆卸与回装由塔上作业人员完成。该作业方式主要有以下缺点。
（1）耗费人力。单只电容器相对笨重，质量均在100kg左右，至少同时需要5-6人才能平稳拉吊。
（2）耗费时间。据多次更换经验统计，至少需要2. 5h。
（3）安全性低。人力拉吊过程不稳定，电容器在上升及下降过程中可能因摆动撞击到刚构架或其它电容器而造成损坏，且存在高空坠落的可能性，威胁到地面人员安全。
基于以上情况，设计一套行之有效、省时省力、安全便携的电容器专用更换装置很有必要，在检修工期紧张等紧急情况时显得尤为重要。
2 装置设计
2.1主要技术难点
2.1.1适用性
目前，电力系统内交流滤波器虽然基本都采用塔式结构，但是不同厂家的电容器的电气参数及外观尺寸均存在不同程度的差异，电容器塔层间距、塔高、安装方式也不尽相同，因此设计的装置必须适应各种交流滤波器电容器塔结构，保证在各种电容器塔上均能很方便地操作。
2.1.2实用性
为了提高电容器更换效率，需在充分考虑各电容器塔结构特点的基础上，将装置设计得轻便且易于操作，以便能迅速且安全地将电容器从安装位置更换下来。这就要求装置在选材及整体设计上满足相应要求。
2.1.3整体设计
为满足现场作业需求，装置设计时需结合现场工作环境及条件充分考虑装置质量、外观尺寸、行走及工作动力源、自保护功能等，特别是将电容器从塔上平稳而安全移出的策略（这是装置设计的主要技术难点）。
2.1.4安全性
由于电容器更换属于高空作业，且电容器塔上空间狭窄，电容器属于易损坏设备，因此装置在设计上须充分考虑作业过程中人员与设备的安全。
2.2设计方案
结合楚雄换流站交流滤波器结构、电容器安装特点、现场作业环境和条件，并考虑所设计装置在适用性、实用性、安全性、便携性等方面的实际需求，提出以下更换装置设计方案。
