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低压配电并联电容器补偿回路所串电抗器的合理选择一、前言在笔者所接触的低压配电施工图中，发现施工图中有一个共性，那就是配电变压器低压侧母线上均接入无功补偿电容器柜。
但令人费解的是，所串电抗器无任何规格要求，无技术参数的注明，只是在图中画了一个电抗器的符号而已。
而所标电容器的容量，也只是电容器铭牌容量而已，实际运行时，最大能补偿多少无功功率，也不得而知。
应引起注意的是，电抗器与电容器不能随意组合，它要根据所处低压电网负荷情况，变压器容量，用电设备的性质，所产生谐波的种类及各次谐波含量，应要进行谐波测量后，才能对症下药，决定电抗器如何选择。
但往往是低压配电与电容补偿同期进行，根本无法先进行谐波测量，然后进行电抗器的选择。
退一步说，即使电网投入运行，进行谐波测量，但用电设备是变动的，电网结构也是变化的，造成谐波的次数及大小有其随意性，复杂性。
因此正确选用电容器所用的串联电抗器也成为疑难问题，这无疑是一个比较复杂的系统工程，不是随便一个电抗器的符号或口头说明要加电抗器那么简单了。
不得随意配合，否则适得其反，造成谐波放大，严重时会引发谐振，危及电容器及系统安全，而且浪费了投资。
有鉴于此，笔者对如何正确选用电容器串联电抗器的问题，将本人研究的一点心得，撰写成文，以候教于高明。
二、电力系统谐波分析及谐波危害电力系统产生谐波的原因主要是用电设备的非线性特点。
所谓非线性，即所施电压与其通过的电流非线性关系。
例如变压器的励磁回路，当变压器的铁芯过饱和时，励磁曲线是非正弦的。
当电压为正弦波时，励磁电流为非正弦波，即尖顶波，它含有各次谐波。
非线性负载的还有各种整流装置，电力机车的整流设备，电弧炼钢炉，EPS，UPS及各种逆变器等。
目前办公室里电子设备很多，这里存在开关电源及整流装置，其电流成分也包含有各次谐波，另外办公场所日光灯及车间内各种照明用的气体放电灯，它们也是谐波电流的制造者。
日光灯铁芯镇流器及过电压运行的电机也是谐波制造者。
多台电容器组并列时电抗器的选配
一条母线上装设两组及以上电容器组时，为防止一组电容器在投切和故障跳闸的情况下，引起另一台电容器的电压异常升高而损坏电容器组，一般电容器组应配置相应的电抗器。
当系统中无谐波源时，为防止电容器组投切时产生的过电压，结合对电容器组正常运行时的静态过电压、无功过补偿时电容器端的电压升高的情况分析计算，一般选用0.5%～1%的电抗器就能满足要求。
系统中有谐波源时，应根据谐波源的情况确定具体抑制谐波的措施，配置原则是能够消除和抑制主要次数的谐波，同时对其它次谐波引起的电压升高，电容器组能承受。
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电容器组的电抗器电抗率在电力系统（包括配电），这种连接的电抗器根据电抗率（%）的大小，一般起两种作用：（1）滤波用，电容器与电抗器组成串联谐振支路，滤除某特定频率的谐波；例如12%的电抗器主要用于滤除3次谐波，4%~6%的电抗器主要用于滤除5、7次谐波。
（2）限流用，保护电容免受投、切是的涌流。
一般电抗率为1%。
单独一组电容器在第一次合闸投运的瞬间，即未被充电状态，流入电容器组的电流，只受其回路阻抗的限制。
由于回路阻抗很小，与短路状态相似，将产生很大的冲击合闸电流，流人电容器组。
涌流的最大值Im发生在电容器组合闸瞬间，刚好系统电压处于最大值Um 时。
实测经验证明：单独一组电容器的合闸涌流约为电容器组额定电流的5～15倍，持续时间很短，在几ms内，就可降到无害程度。
其振荡频率约为250Hz--4000Hz。
电容器组合闸产生的过电压约为相电压的3倍。
电容器组切除运行后，如果未经放电，在再次合闸前的瞬间仍处于带电状态。
如果这时把电容器组合闸投运，又处于系统电压与充电电压大小相等方向相反时，则合闸产生的涌流为未充电状态合闸涌流的2倍。
为避免带电荷合闸，电容器组每次断开后，必须充分放电，才能再重新合闸运行。
已经有一组或多组电容器运行时，再投入一电容器的合闸瞬间，将产生追加合闸涌流。
追加电容器组与运行电容器组之间的距离很近，它们之间的电感很小，几乎等于零。
追加的电容器组与短路状态相似，所以运行的电容器组将向它大量充电，全部冲击合闸涌流，都将流人追加电容器组，这时的合闸涌流将达到很危险的程度。
特别是在系统电压处于最大值的瞬间合闸时，追加且为最末一组电容器投入时，已经投入的各组电容器都向它放电；追加涌流将达到最大值。
实测经验证明：电容器多组并联运行中追加合闸涌流可达到电容器组额定电流的20—250倍，其振荡频率可达到1500Hz。
追加合闸产生的过电压较单组合闸时低，约为相电压，假如几组并联运行电容器的容量相同时。
并联电容器装置设计规范（电器和导体的选择）1一般规定1.1并联电容器装置的设备选型，应根据下列条件选择：（1）电网电压、电容器运行工况。
（2）电网谐波水平。
（3）母线短路电流。
（4）电容器对短路电流的助增效应。
（5）补偿容量及扩建规划、接线、保护和电容器组投切方式。
（6）海拔高度、气温、湿度、污秽和地震烈度等环境条件。
（7）布置与安装方式。
（8）产品技术条件和产品标准。
1.2并联电容器装置的电器和导体的选择，应满足在当地环境条件下正常运行、过电压状态和短路故障的要求。
1.3并联电容器装置的总回路和分组回路的电器和导体的稳态过电流，应为电容器组额定电流的1.35倍。
1.4高压并联电容器装置的外绝缘配合，应与变电所、配电所中同级电压的其他电气设备一致。
1.5并联电容器成套装置的组合结构，应便于运输和现场安装。
2电容器2.1电容器的选型应符合下列规定：a.可选用单台电容器、集合式电容器和单台容量在50OkVar及以上的电容器组成电容器组。
b.设置在严寒、高海拔、湿热带等地区和污秽、易燃易爆等环境中的电容器，均应满足特殊要求。
c.装设于屋内的电容器，宜选用难燃介质的电容器。
d.装设在同一绝缘框（台）架上串联段数为二段的电容器组，宜选用单套管电容器。
2.2电容器额定电压的选择，应符合下列要求：a.应计入电容器接入电网处的运行电压。
b.电容器运行中承受的长期工频过电压，应不大于电容器额定电压的1.1倍。
c.应计入接入串联电抗器引起的电容器运行电压升高，其电压升高值按下式计算：式中UC一—电容器端子运行电压（KV）；U s——并联电容器装置的母线电压（KV）；S——电容器组每相的串联段数。
d.应充分利用电容器的容量，并确保安全。
2.3电容器的绝缘水平，应按电容器接入电网处的要求选取。
a.电容器的过电压值和过电流值，应符合国家现行产品标准的规定。
b.单台电容器额定容量的选择，应根据电容器组设计容量和每相电容器串联、并联的台数确定，并宜在电容器产品额定容量系列的优先值中选取。
变电站并联补偿电容器组的配置1前言为了减少电网中输送的无功功率，降低有功电量的损失，改善电压质量，供电企业普遍在变电站内安装并联补偿电容器组(以后简称电容器组)。
电容器组由电容器、串联电抗器、避雷器、断路器、放电线圈及相应的控制、保护、仪表装置组成。
目前，国内绝大部分电容器制造厂只生产电容器，其他设备均需外购，在成套设计成套供货方面尚有不足之处。
使用单位必须对电容器及配套设备进行选型。
由于各地的具体情况不同，在电容器组的设备选型、安装布置上差别很大，本文就此提出一些分析意见。
2电容器容量的选择电容器组容量的配置应使电网的无功功率实现分层分区平衡，各电压等级之间要尽量减少无功功率的交换。
由于电容器组在运行中的容量不是连续可调的，从减少电容器组的投切次数、提高功率因数的角度出发，希望电容器组在大部分时间内能正常投入运行而不发生过补偿。
通过对变电站负荷变化情况的分析，徐州地区变电站负荷率一般在70%～80%之间，一天当中约有2/3的时间负荷水平在平均负荷以上。
我们以变电站变压器低压侧全年无功电度量除以年运行时间求出年平均无功负荷，电容器组容量按照年平均无功负荷的90%选取。
实际运行时，由于电容器组额定电压一般为电网额定电压的1.1倍，而变电站低压母线电压一般控制在电网额定电压的1～1.07倍，电容器组实际容量要降低5.4%～17.4%，从而保证了电容器组在绝大部分时间内都能投入运行。
对于负荷季节性变化比较大的农村变电站和预计近期内负荷将有较大增长的变电站，电容器组容量可以适当增加，但要求电容器组必须能减容运行。
这一点对集合式与箱式电容器而言，要求具有中间容量抽头，组架式和半封闭式电容器组只要将熔断器去掉几只即可。
同时要求配有抑制谐波放大作用的串联电抗器有中间容量抽头，以保证电抗率不变。
增加电容器分组数有利于提高补偿效果，但是相应地要增加设备投资，所有35～110kV变电站内电容器组一般按照一台变压器配置一组。
目次1 总则............................................ ( 1)2 术语、符号和代号 (2)2.1 术语 (2)2.2 符号 (4)2.3 代号 (4)3接入电网基本要求 (6)4 电气接线 (8)4.1 接线方式 (8)4.2 配套设备及其连接 (9)5电器和导体选择.................................... ( 13)5.1 一般规定 (13)5.2 电容器 (13)5.3 投切开关 (15)5.4 熔断器 (16)5.5 串联电抗器........................................ ( 16)5.6 放电线圈 (17)5.7 避雷器 (18)5.8 导体及其他 (18)6保护装置和投切装置 ................................ ( 19)6.1 保护装置 (19)6.2 投切装置 (21)7 控制回路、信号回路和测量仪表 (23)7.1 控制回路和信号回路 (23)7.2 测量仪表 (23)8 布置和安装设计 (25)8.1 一般规定 (25)8.2 并联电容器组的布置和安装设计 (26)8.3 串联电抗器的布置和安装设计 (27)9 防火和通风 (29)9.1 防火 (29)9.2 通风 (30)附录A 电容器组投入电网时的涌流计算 (31)本规范用词说明 (32)引用标准名录 (33)Contents1 General provisions ..................................................................... ( 1)2 Terms , symbols and codes (2)2.1 Terms (2)2.2 Symbols (4)2.3 Codes (4)3 Basic requirements for connection into network (6)4 Electrical wiring (8)4.1 Modes of wiring (8)4.2 Associated equipment and its connection (9)5 Selection of electrical apparatus and conductors (13)5.1 General requirements (13)5.2 Capacitor ..................................................................................... ( 13)5.3 Switch (15)5.4 Fuse (16)5.5 Series reactor .............................................................................. ( 16)5.6 Discharge coil (17)5.7 Lightning arrester ..................................................................... ( 18)5.8 Conductor and others ................................................................. ( 18)6 Protection devices and switching devices (19)6.1 Protection devices ...................................................................... ( 19)6.2 Switching devices (21)7 Control circuits , signal circuits and measuringinstruments (23)7.1 Control circuits and signal circuits (23)7.2 Measuring instruments (23)8 Arrangement and installation design (25)8.1 General requirements (25)8.2 Arrangement and installation design for shuntcapacitor banks (26)8.3 Arrangement and installation design for seriescapacitor banks (27)9 Fire prevention and ventilation (29)9.1 Fire Prevention (29)9.2 Ventilation (30)Appendix A Calculation of inrush current whenconnecting capacitor banks to the grid (31)Explanation of wording in this code (32)List of quoted standards (33)1 总则1.0.1为使电力工程的并联电容器装置设计中，贯彻国家的技术经济政策，做到安全可靠、技术先进、经济合理和运行检修方便，制定本规范。
