串联电抗器电抗率的选择(可编辑修改word版)

无功补偿电容器串联电抗器的选用在高压无功补偿装置中，一般都装有串联电抗器，它的作用主要有两点：1）限制合闸涌流，使其不超过20倍；2）抑制供电系统的高次谐波，用来保护电容器。

因此，电抗器在无功补偿装置中的作用非常重要。

然而，串抗与电容器不能随意组合，若不考虑电容装置接入处电网的实际情况，采用“一刀切”的配置方式（如电容器一律配用电抗率为5％～6％的串抗），往往适得其反，招致某次谐波的严重放大甚至发生谐振，危及装置与系统的安全。

由于电力谐波存在的普遍性，复杂性和随机性，以及电容装置所在电网结构与特性的差异，使得电容装置的谐波响应及其串抗电抗率的选择成为疑难的问题，也是人们着力研究的课题。

电容器组投入串抗后改变了电路的特性，串抗既有其抑制涌流和谐波的优点，又有其额外增加的电能损耗和建设投资与运行费用的缺点。

所以对于新扩建的电容装置，或者已经投运的电容装置中的串抗选用方案，进行技术经济比较是很有必要的。

虽然现有的成果尚不足为电容装置工程设计中串抗的选用作出量化的规定，但是随着研究工作的深入，实际运行经验的积累，业已提出许多为人共识的见解，或行之有效的措施，或可供借鉴的教训。

下面总结电容器串联电抗器时，电抗率选择的一般规律。

1. 电网谐波中以3次为主根据《并联电容器装置设计规范》，当电网谐波以3次及以上为主时，一般为12%；也可根据实际情况采用4.5%~6%与12%两种电抗器：（1）3次谐波含量较小，可选择0.5%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大量是否超过或接近限值，并有一定裕度。

（2）3次谐波含量较大，已经超过或接近限值，可以选用12%或4.5%~6%串联电抗器混合装设。

2. 电网谐波中以3、5次为主（1）3次谐波含量较小，5次谐波含量较大，选择4.5%~6%的串联电抗器，尽量不使用0.1%~1%的串联电抗器；（2）3次谐波含量略大，5次谐波含量较小，选择0.1%~1%的串联电抗器，但应验算电容器投入后3次谐波放大是否超过或接近限值，并有一定裕度。

主要作用：
1.用于低压无功补偿柜中，与电容器相串联，能有效地抑制合闸涌流及操作过电压，提高电容器寿命。

2.有效地吸收电网谐波，改善系统的电压波形。

性能参数:
1.额定容量：0.6-9Kvar；
2.电抗率：5%、6%、7%、12%、14%；
3.噪音低≤65dB；
4.每相电感误差：±10%；
5.允许1.35倍额定电流长期工作；
6.GB/T5729-1994电子设备用固定电阻器；
7.抗电强度：3.5KV/60S；
8.防护等级：IPOO；
9.绝缘等级：F级；
10.执行标准：GB 19212.21-2007 、GB 10229-1988。

适用环境:
1.海拔高度在2000m以下；
2.环境温度不超过40℃；
3.相对湿度不超过90%；
4.无剧烈震荡和冲击振动的场所；
5.环境空气中，不得含有腐蚀金属和破坏绝缘的有害气体及可燃气体或尘埃，使用时，不得使电抗器受到水、雨、雪的侵蚀；
6.周围环境应有良好的通风条件，若装在柜内，应加装通风设备。

串联电抗的电抗率
电抗率是指电路中串联的电抗元件总电抗与电路中电流的比值。

当电路中存在多个串联的电抗元件时，它们的电抗率可以通过以下公式计算：
Q = Q1 + Q2 + ... + Qn
其中，Q1、Q2、...、Qn分别表示电路中每个电感或电容的电抗值。

根据这个公式可以得知，当电路中串联的电抗元件数量增加时，电抗率也会增加。

电抗率在电路分析中扮演着重要的角色。

它不仅可以用来计算电路中的电抗总值，还可以帮助我们理解电路中的谐振现象和电路的稳定性等问题。

因此，在电路设计和分析中，了解电抗率的概念和计算方法是非常必要的。

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电容器串联电抗器上海民恩电气有限公司我公司主要从事电抗器，智能电容器类产品的设计，销售，开发，产品涉及多个领域；我们致力于电气行业的发展，力求为客户提供一套完善的服务体系；高性价比的产品，优质的售后服务为您解决后顾之忧；我们将诚信，务实，倾心，倾力的为您服务，您的满意是我们最大的收获；我们在不断的努力，我相信我们一定会做的更好。

以下是电力补偿系统中补偿柜最常用的低压和高压电抗器产品的简单介绍；如需详细资料敬请联系我们。

串联电抗器的作用：接入串联电抗器，电容器电压升高系数-K=1d1如K=6%1.0610.061≈-d=即运行电压升高6%，工作电流也随之大约6%。

运行经验认为，装有串联电抗器的电容器容量占2/3及以上时，则不会产生谐波谐振，能有效地吸收电网谐波，改善系统的电压波形，提高系统的功率因数，并能有效地抑制合闸涌流及操作过电压，有效地保护了电容器。

串联电抗器结构特点：1.该电抗器分为三相和单相两种，均为铁心干式。

2.铁芯采用优质低损耗进口冷轧取向硅钢片，芯柱由多个气隙分成均匀小段，气隙采用环氧层压玻璃布板作间隔，以保证电抗气隙在运行过程中不发生变化。

3.线圈采用H级或C级漆包扁铜线绕制，排列紧密且均匀，外表不包绝缘层，具有极佳的美感且有较好的散热性能。

4.电抗器的线圈和铁芯组装成一体后经过预烘→真空浸漆→热烘固化这一工艺流程，采用H级浸渍漆，使电抗器的线圈和铁芯牢固地结合在一起，不但大大减小了运行时的噪音，而且具有极高的耐热等级，可确保电抗器在高温下亦能安全地无噪音地运行。

5.电抗器芯柱部分紧固件采用无磁性材料，确保电抗器具有较高的品质因数和较低的温升，确保具有较好的滤波效果。

6.外露部件均采取了防腐蚀处理，引出端子采用冷压铜管端子。

7.该电抗器与国内同类产品相比具有体积小、重量轻、外观美等优点，可与国外知名品牌相媲美。

串联电抗器使用环境条件：1.海拔高度不超过2000米。

2.运行环境温度-25℃～+45℃，相对湿度不超过90%。

串联电抗器的作用及电抗率的选择1 前言随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中增加了大量的非线性负载，如低压小容量家用电器和高压大容量的工业用交、直流变换装置，特别是静止变流器的采用，由于它是以开关方式工作的，会引起电网电流、电压波形发生畸变，从而引起电网的谐波“污染”。

产生电网谐波“污染”的另一个重要原因是电网接有冲击性、波动性负荷，如电弧炉、大型轧钢机、电力机车等，它们在运行中不仅会产生大量的高次谐波，而且会使电压波动、闪变、三相不平衡日趋严重。

这不仅会导致供用电设备本身的安全性降低，而且会严重削弱和干扰电网的经济运行，形成了对电网的“公害”。

电能质量的综合治理应遵循谁污染谁治理，多层治理、分级协调的原则。

在地区的配电和变电系统中，选择主要电能质量污染源和对电能质量敏感的负荷中心设立电能质量控制枢纽点，在这些点进行在线电能质量监测、采取相应的电能质量改善措施显得格外重要。

在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”暂未得到根本整治之前，如果不采取必要的措施，将会产生一定的谐波放大。

在并联电容器的回路中串联电抗器是非常有效和可行的方法。

串联电抗器的主要作用是抑制高次谐波和限制合闸涌流[1]，防止谐波对电容器造成危害，避免电容器装置的接入对电网谐波的过度放大和谐振发生。

但是串联电抗器绝不能与电容器组任意组合，更不能不考虑电容器组接入母线处的谐波背景。

文章着重就串联电抗器抑制谐波的作用展开分析，并提出电抗率的选择方法。

2 电抗器选择不当的后果2.1 基本情况介绍某110kV 变电所新装两组容量2400kvar 的电容器组，由生产厂家提供成套无功补偿装置，其中配置了电抗率为6%的串联电抗器，容量为144kvar。

电容器组投入运行之后，经过实测发现，该110kV 变电所的10kV 母线的电压总畸变率达到4.33%，超过公用电网谐波电压（相电压）4%的限值[2]，其中 3 次谐波的畸变率达到 3.77%，超过公用电网谐波电压（相电压）3.2%的限值[2]。

电容器串联电抗率的选择中国航空工业规划设计研究院刘屏周抑制谐波采用无源滤波器，或为了降低供电设备容量，减少供电电压偏差，采用并联电容器提高负载的功率因数。

在电容器回路中串联适当电抗率的电抗器，防止谐波电流被放大，保护电容器过负荷。

若电容器回路中串联电抗器的电抗率不适当，发生电容器回路的串联谐振或电容器回路与电源系统的并联谐振，影响系统的安全运行。

以下提出电容器回路中串联电抗器的电抗率计算方法，仅供参考。

串联电抗器的电容器回路与谐波源并联主电路如图1所示。

图1的等值电路如图2所示。

根据图2谐波电流分流的等值电路，谐波电流I n流入供电系统电流I sn和电容器支路电流I cn 计算公式如下：图1 谐波源、串联电抗器的电容器主电路图2 计算谐波电流分流的等值电路nC1L1S11L1snInXnnnXnI）（-+-=XXX C（1）nC1L1S1S1cnInXnnnI）（-+=XXX（2）式中I sn-谐波电流流入供电系统电流；I cn-谐波电流流入电容器支路电流；I n-谐波电流；X S1-供电系统基波电抗；X C1-电容器基波容抗；X L1-电抗器基波电抗；n-谐波次数。

设S11L1nnXnXX C-=β，β称谐波电流的分流系数。

上述（1）、（2）式改为如下：nsnI1Iββ+=（3）n cn I 11I β+=（4） n sn I I 、ncn I I与β的关系曲线如图3所示。

图3n sn I I 、ncn I I与β的关系曲线 电容器支路与供电系统并联谐振发生在β=-1处，谐振谐波次数S1L1C10X X X +=n ，电容器支路串联电抗器的电感越大，谐振谐波次数越低。

当β=-2时，谐波次数S1L1C11X 2X X +=n ，2I I n sn =，1I I n cn =；当β=-0.5时，谐波次数S1L1C12X 5.0X X +=n ，1I I n sn =，2I I n cn =。

谐波源的谐波次数n ，在n 1与n 2范围内，即n 1≤n ≤n 2，同时有1I I n sn ≥和1I Incn ≥，谐波电流被放大。

串联电抗器抑制谐波作用与电抗率的选择福建福安市赛岐供电所（福建福安255001）金秋生0 引言并联电容器进行无功补偿是电力系统改善功率因素和跳崖的有效措施。

然而电力系统中大量非线性负载的投运，特别是以晶闸管作为换流元件的电力半导体器件，由于它以开关方式工作，将会引起电网电流、电压波形的畸变，产生大量高次谐波。

而电容器对高次谐波反应比较敏感，会对谐波电刘起到放大作用，严重时还会产生谐振，造成电容器自身的损坏或无法工作，还危及附近其他电器设备的安全。

在具有高次谐波背景中装设补偿电容器，一般采用在电容器回路中串联电抗器的措施，这既不影响电容器的无功补偿作用，又能抑制高次谐波。

但串联电抗器必须考虑电容器接入处电网的谐波背景，绝不可任意组合。

只有合理选择串联电抗器的电抗率，使之与电容器进行合理匹配，才能有效地起到抑制谐波的作用，并有限制合闸涌流的效果。

1 抑制高次谐波当无功补偿电容器接入电网存在有高次谐波时，电容器对n次谐波的容抗降为x c/n，系统电感对n次谐波的感抗升高为nx L。

在电网存在有n次谐波电流时，如果符合nx L=x c/n的条件，则将产生n次谐波的谐振现象。

其n次谐波电流与基波电流迭加后，使流过电容器的电流骤增，此时产生的过电流必将危及电容器自身安全或无法工作。

同时谐波电流在系统阻抗上产生的谐波电压与源电压迭加后产生过电压，此过电压也会威胁到电容器的安全运行。

采用并联电容器进行无功补偿而构成的电路中，若电容器支路与系统发生并联谐振，此时谐振点的谐振次数为：n0=√x c/（x L+x s）式中x s———系统等值基波短路电抗；x L———电抗器基波电抗；x c———电容器基波电抗；（x L=Ax c，A为电抗率）从上式看出，串入电抗器电感量越大，则谐波次数n0越低，因而可通过串入电抗器电感量的大小来控制并联谐振点，从而达到避开谐波源中的各次谐波。

由此可见，在补偿电容器回路中串联一定电抗率的电抗器，即能有效地避开谐振点。

串联电抗器电抗率的选择1.前言电力电容器和与之配套的串联电抗器在电力系统中的无功补偿、降低线损以及限制合闸涌流与高次谐波方面的作用已被国内外运行实践所证实。

由于电抗器高次谐波电流含量与电网谐波源状况、阻抗参数和电容器装置回路阻抗参数有关，因此在实际应用中电抗率的取值是不同的。

2.合闸涌流合闸涌流问题之所以引人注意，是因为它对电力系统和用户产生多方面的不利影响。

有时会造成设备损坏和系统事故。

电容器投运合闸时产生的合闸涌流一般分两种情况：第一种是单组电容器的合闸涌流，此种合闸涌流一般都小于开关设备允许的最大合闸涌流，故一般不采取限制涌流措施；第二种是已有一组或多组电容器在运行，再投入另一组时的合闸涌流。

实践证明，此合闸涌流可以达到电容器组的额定电流的20～250倍。

其放电电流值为：C L C LQ U I X X X == （1） 式中:X C -电容器的容抗；X L -电路的感抗；Q C -电容器的无功功率；由式（1）可知，在电容器回路中装设串联电抗器，增大电路的感抗，I 将减小。

如串联电抗器选择恰当，便可将涌流限制在允许的范围之内。

3.高次谐波及电抗率的选择在电力系统中，电气设备所产生的高次谐波电流将引起系统中电压波形的畸变，是对电网的一大公害，它将严重影响电容器组的正常运行。

由此也必须采取加装串联电抗器的办法对高次谐波加以抑制。

众所周之，传入电抗器后，对基波来讲不会有大的影响，但对谐波来说却有较大的影响。

这些非正弦波形可以用数学分析的方法分解成工频的基波和各种倍数频率的谐波。

但对电容器来讲，一般不存在偶次倍数的谐波。

因此主要考虑3、5、7、9、11、13等次谐波的影响。

在这些高谐波中以5次谐波最显著。

如某系统电压波形包括基波和5次谐波（其它高次谐波占的比例很小）。

基波电压与额定电压相等，而5次谐波电压值为额定电压的26.45％.在这种情况下经过计算可得出电容器组3.4％，过电流65.6％，电容器的无功出力过负荷35％。