1.前言

   電力電容器與之配套的串聯(lián)電抗器在電力系統(tǒng)中的無(wú)功補(bǔ)償、降低線(xiàn)損以及限制合閘涌流與高次諧波方面的作用已被國(guó)內(nèi)外運(yùn)行實(shí)踐所證實(shí)。由于電抗器高次諧波電流含量與電網(wǎng)諧波源狀況、阻抗參數(shù)和電容器裝置回路阻抗參數(shù)有關(guān)，因此在實(shí)際應(yīng)用中電抗率的取值是不同的。那如何選擇電抗器的電抗率呢？能曼說(shuō)的以下問(wèn)題要牢記。

2.合閘涌流

合閘涌流問(wèn)題之所以引人注意，是因?yàn)樗鼘?duì)電力系統(tǒng)和用戶(hù)產(chǎn)生多方面的不利影響。有時(shí)會(huì)造成設(shè)備損壞和系統(tǒng)事故。

電容器投運(yùn)合閘時(shí)產(chǎn)生的合閘涌流一般分兩種情況：第一種是單組電容器的合閘涌流，此種合閘涌流一般都小于開(kāi)關(guān)設(shè)備允許的最大合閘涌流，故一般不采取限制涌流措施；第二種是已有一組或多組電容器在運(yùn)行，再投入另一組時(shí)的合閘涌流。實(shí)踐證明，此合閘涌流可以達(dá)到電容器組的額定電流的20～250倍。其放電電流值為：

I=√U/XLXC=√QC/XL(1)

式中：XC-電容器的容抗；

XL-電路的感抗；

QC-電容器的無(wú)功功率；

由式(1)可知，在電容器回路中裝設(shè)串聯(lián)電抗器，增大電路的感抗，I將減小。如串聯(lián)電抗器選擇恰當(dāng)，便可將涌流限制在允許的范圍之內(nèi)。

3.高次諧波及電抗率的選擇

在電力系統(tǒng)中，電氣設(shè)備所產(chǎn)生的高次諧波電流將引起系統(tǒng)中電壓波形的畸變，是對(duì)電網(wǎng)的一大公害，它將嚴(yán)重影響電容器組的正常運(yùn)行。由此也必須采取加裝串聯(lián)電抗器的辦法對(duì)高次諧波加以抑制。眾所周之，傳入電抗器后，對(duì)基波來(lái)講不會(huì)有大的影響，但對(duì)諧波來(lái)說(shuō)卻有較大的影響。這些非正弦波形可以用數(shù)學(xué)分析的方法分解成工頻的基波和各種倍數(shù)頻率的諧波。但對(duì)電容器來(lái)講，一般不存在偶次倍數(shù)的諧波。因此主要考慮3、5、7、9、11、13等次諧波的影響。在這些高諧波中以5次諧波最顯著。如某系統(tǒng)電壓波形包括基波和5次諧波(其它高次諧波占的比例很小)。基波電壓與額定電壓相等，而5次諧波電壓值為額定電壓的26.45%.在這種情況下經(jīng)過(guò)計(jì)算可得出電容器組3.4%，過(guò)電流65.6%，電容器的無(wú)功出力過(guò)負(fù)荷35%。

由上可知，高次諧波嚴(yán)重影響電容器組的正常運(yùn)行，因此必須采取相應(yīng)的措施以降低諧波分量，抑制母線(xiàn)電壓的畸變，減小諧波過(guò)電流。

In=En/nXB+(nXL-XC/n)(2)

起主要作用的是3、5、7、11等次諧波。在式(2)中，若使nXL-XC/n=0，

則當(dāng)n=3時(shí)，XL=0.11XC

則當(dāng)n=5時(shí)，XL=0.04XC

則當(dāng)n=5時(shí)，XL=0.02XC

從式(2)可以看出，當(dāng)nXL-XC/n>0即電容器組回路呈感性時(shí)，可使諧波電流減小，因此抑制諧波電流的電抗值應(yīng)滿(mǎn)足nXL-XC/n>0的條件，又考慮到電抗值應(yīng)有一定余量，工程上常取可靠系數(shù)為1.5，因此串聯(lián)電抗器的電抗值應(yīng)按下式選取：

XL=aXC(3)

如限制5次諧波電流，則應(yīng)取：

XL=1.5(0.04XC)=0.06XC

則：XL/XC=0.06

式中0.06為限制5次諧波電流時(shí)，電抗器工頻額定電抗XL與電容器工頻額定容抗XC的比值，稱(chēng)為電抗率，用字母K表示。

即：K=XL/XC(4)

在5次諧波時(shí)，由式(4)可知，電抗率K=6%時(shí)，才能補(bǔ)償支路的5次以上諧波電抗呈感性，才能有效地抑制高次諧波，并將合閘涌流限制在5倍額定電流左右。

額定電抗率

XL=0.1%～1%×c—不考慮諧波影響，僅需抑制合閘涌流

XL=4.5%～6%×c—限制5次以上高次諧波的影響

XL=12%～13%×c—限制3次以上高次諧波的影響

額定頻率：用于50Hz和60Hz電力系統(tǒng)中

4.結(jié)束語(yǔ)

隨著電力工業(yè)的迅速發(fā)展，為節(jié)約能源，改善供電品質(zhì)，提高無(wú)功補(bǔ)償水平。在電容器組中采用串聯(lián)電抗器是一種行之有效的好辦法，但要注意現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用條件，按現(xiàn)場(chǎng)條件與要求進(jìn)行設(shè)計(jì)才能達(dá)到預(yù)期的效果。若主要是為限制諧波，其電抗率宜按6%來(lái)選擇串聯(lián)電抗器；若主要是為限制涌流和短路電流其電抗率宜選0.2%～1%的空心式電抗率，才能使涌流和諧波得到較好的抑制。

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