串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择
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电容器的端电压计算、电容器的端电压计算 Ucn ; Ucn=Uxn 心-电抗器的电抗率%)【Ucn 为电容器的额定端电压、 Uxn 为电网的线电压】,注;抑制5次以上的谐波时,电抗器的电抗率取4.5%〜6%,抑制3次以上的谐波时,电抗器的电抗率取12%,所以在选择无功补偿有电抗器时电容器一定要注意其端电压的选择。
②、电容器回 路电流的计算;lcn= Uxn/(1-电抗器的电抗率%)【Icn 为电容器的回路电流、Uxn 为电网的线电压】,所以 在选择其熔断器及热继电器时一定要把这时的电流一并考虑进去。
③、电抗器的电抗率 %是指串联电抗器的相感抗Xln 占电容器的相容抗 Xcn 的百分比,电容器回路线电流的计算; Icn=Qc/UxnV3=Uxn/ XcnV3 。
Xcn= Uxn2/ Qc 。
④、电容器串联电抗器后,其无功补偿的补偿量 =1.062 Qc ,提高了 6.2%。
⑤、并联电容器可以长期允许运行在1.1倍的额定线电压下。
a 、电抗器的电抗率为6%时,则电容器的端电压升高6.4%。
b 电抗器的电抗率为 12%时,则电容器的端电压升高 13.6%。
无功补偿中对谐波的抑制作用及 电抗率的选择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、 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,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。
器抑制谐波的作用展开分析,并提出电抗率的选择方法。
1谐波的产生及其主要构成成分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,由于波动性负荷,如电弧炉、 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”。
串联电抗器抑制谐波作用与电抗率的选择串联电抗器是一种电力电子器件,用于抑制电力系统中的谐波。
谐波产生主要是由于非线性负载引起的,而非线性负载会将电流波形扭曲成富含谐波成分的波形。
为了减小谐波对电力系统的影响,必须对谐波进行补偿。
而串联电抗器是一种用来抑制谐波的装置。
电抗器是一种具有大量电感的元件,它对电流波形中的高频分量具有阻抗,抑制了谐波的传播。
串联电抗器是按照一定的电压等级和容量安装在配电系统的干线上,起到串联谐波电流和阻抗的作用,从而抑制谐波的产生和传递。
电抗器的容量选择与抑制谐波的效果直接相关。
根据电力系统的需求和实际运行情况,选择合适的电抗率是非常重要的。
首先,容量选择应考虑谐波源的类型和强度。
谐波源可以分为非线性负载、电力电子器件和谐波产生负载等。
通过分析谐波源的类型和产生的谐波谐波电流,可以确定需要抑制的谐波类型和强度。
不同类型的谐波对电力系统的影响不同,因此选择合适的电抗器容量可以有针对性地抑制特定的谐波。
其次,容量选择还需要考虑电力系统的谐波特性和功率因数。
在选取电抗率时,需要考虑电力系统的谐波频率分布和谐波电流谱。
合适的电抗器容量可以保证在特定的谐波频率范围内,电抗器和负载的综合阻抗较低,从而达到较低的谐波电流。
此外,容量选择还需要考虑电力系统的功率因数。
因为串联电抗器会增加系统的无功功率,所以在容量选择时需要综合考虑功率因数的影响。
一般来说,在容量选择时需要保持较高的功率因数,以避免对电力系统的稳定性和效率产生负面影响。
最后,容量选择还需要考虑经济性和实用性。
选取合适的电抗器容量不仅需要能够实现对谐波的有效抑制,还需要考虑电抗器的成本和运维成本。
在容量选择时,需要综合考虑电力系统的实际运行工况、负荷变化和未来的发展需求,以确保经济性和实用性。
综上所述,串联电抗器的抑制谐波作用与电抗率的选择密切相关。
在选择电抗器容量时,需要考虑谐波源的类型和强度、电力系统的谐波特性和功率因数,以及经济性和实用性等因素。
电抗器的工作原理及在电力系统中的作用电抗器的工作原理:由于电力系统中大量使用电力电子器件,直流用电,变频用电等,产生了大量的谐波,使得看是简单的问题变得复杂了,用以补偿的电容器频繁损坏,有的甚至无法投入补偿电容器,当谐波较小时,可以用谐波抑制器,但系统中的谐波较高时,就要用串联电抗器了,放大谐波电流. 电抗率为4.5%~7%滤波电抗器,用于抑制电网中5次及以上谐波;电抗率为12%~13 %滤波电抗器,用于抑制电网中3次及以上谐波.电抗器装于柜内,应加装通风设备散热.电抗器能在额定电压的 1.35倍下长期运行,常用电抗器的电抗率种类有4.5%、5%、6%、7%、12%、13%等,电抗器的温升:铁芯85K,线圈95K,绝缘水平:3kV/1min,无击穿与闪络,电抗器在1.8倍额定电流下的电抗值,其下降值不大于5%,电抗器有三相、单相之分,三相电抗器任二相电抗值之差不大于±3%,电抗器可用于400V或600V系统,电抗器噪声等级,不大于50dB,电抗器耐温等级H级以上.电抗器在电力系统中的作用:电力系统中所采取的电抗器,常见的有串联电抗器和并联电抗器。
串联电抗器主要用来限制短路电流,也有在滤波器中与电容器串联或并联用来限制电网中的高次谐波。
并联电抗器用来吸收电网中的容性无功,如500kV电网中的高压电抗器,500kV变电站中的低压电抗器,都是用来吸收线路充电电容无功的;220kV、110kV、35kV、10kV电网中的电抗器是用来吸收电缆线路的充电容性无功的。
可以通过调整并联电抗器的数量来调整运行电压。
超高压并联电抗器有改善电力系统无功功率有关运行状况的多种功能,主要包括:1)轻空载或轻负荷线路上的电容效应,以降低工频暂态过电压。
2)改善长输电线路上的电压分布。
3)使轻负荷时线路中的无功功率尽可能就地平衡,防止无功功率不合理流动,同时也减轻了线路上的功率损失。
4)在大机组与系统并列时,降低高压母线上工频稳态电压,便于发电机同期并列。
串联电抗器的作用和选择作者:郑冰来源:《商品与质量·学术观察》2013年第03期摘要:简述谐波对低压并联电容器装置的危害。
从理论上分析采用串联电抗器抑制谐波的作用,并提出串联电抗器的选用方法以及设计中应注意的一些问题。
关键词:谐波并联谐振并联电容器装置串联电抗器电抗率1、引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,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”。
在并联电容器装置接入母线处的谐波“污染”未得到整治之前,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,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。
下面分析低压并联电容器回路中串联电抗器抑制谐波的作用,并提出串联电抗器选用的一些建议。
2、谐波的产生原因及谐波的危害在电力系统中,谐波产生的根本原因是由于非线性负载所致。
当电流流经负载时,与所加的电压不呈线性关系,就形成非正弦电流,即电路中有谐波产生。
由于半导体晶闸管的开关操作和二极管、半导体晶闸管的非线性特性,电力系统的某些设备如功率转换器比较大的背离正弦曲线波形。
对周期性的非正弦电量进行傅里叶级数分解,除了得到与电网基波频率相同的分量,还得到一系列大于电网基波频率的分量,这部分电量称为谐波。
谐波的危害主要有以下几个方面:①使发电机的输出功率降低;②使变压器产生附加损耗,引起过热,加速绝缘介质老化,导致绝缘损坏;③使接入交流系统的电容器过载;④引起电器的附加发热;⑤使感应电动机转速发生周期性变动,并引起附加损耗,产生附加的谐波转矩,产生机械振动和噪声;⑥加速电缆老化,缩短电缆寿命;⑦对弱电系统产生干扰,影响计算机、通信设备等的正常运行,造成继电保护误动作等等。
3、串联电抗器的选择分析3.1 串联电抗器额定端电压串联电抗器的额定端电压与串联电抗率、电容器的额定电压有关。
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]。
1电抗器的作用串联电抗器顾名思义就是指串联在电路中电抗器(电感),无功补偿和谐波治理行业内的串联电抗器主要是指和电容器串联的电抗器,电抗器和电容器串联后构成谐振回路,起到消谐或滤波的作用,而电抗器在谐振回路中起的作用如下:1.1降低电容器组的涌流倍数和涌流频率。
降低电容器组的涌流倍数和涌流频率,以保护电容器和便于选择配套设备。
加装串联电抗器后可以把合闸涌流抑制在1+电抗率倒数的平方根倍以下。
国标GB50227-2008要求应将涌流限制在电容器额定电流的20倍以下(通常为10倍左右),为了不发生谐波放大(谐波牵引),要求串联电抗器的伏安特性尽量为线性。
网络谐波较小时,采用限制涌流的电抗器;电抗率在0.1%-1%左右即可将涌流限制在额定电流的10倍以下,以减少电抗器的有功损耗,而且电抗器的体积小、占地面积小、便于安装在电容器柜内。
采用这种电抗器是即经济,又节能。
1.2与电容器组构成全谐振回路,滤除特征次谐波。
串联滤波电抗器感抗与电容器容抗全调谐后,组成特征次谐波的交流滤波器,滤去某次特征次谐波,从而降低母线上该次谐波的电压畸变,减少线路上特征次谐波电流,提高网络同母线供电的电能质量。
1.3与电容器组构成偏谐振回路,抑制特征次谐波。
先决条件是需要清楚电网的谐波情况,查清周围电力用户有无大型整流设备、电弧炉、轧钢机等能产生谐波的负荷,有无性能不良好的高压变压器及高压电机,尽可能实测一下电网谐波的实际值,再根据实际谐波成分来配置合适的电抗器。
1.4提高短路阻抗,减小短路容量,降低短路电流。
无功补偿支路前置了串联电抗器,当出现电容器故障时,例如电容器极板击穿或对地击穿,系统通过系统阻抗和串联电抗器阻抗提供短路电流,由于串联电抗器阻抗远大于系统阻抗,所以有效降低了电容器短路故障时的短路容量,保证了配电断路器断开短路电流可能,提高了系统的安全、稳定性能。
1.5减少电容器组向故障电容器组的放电电流,保护电力电容器。
⏹使用串联电抗的无功补偿电容组来滤除谐波
⏹串联电抗器是抑制谐波电流放大的有效措施,其参数应根据实
际存在谐波进行选择。
并联电容器之所以能够引起谐波放大,是因为电容器回路在谐波频率范围内呈现出容性,若在电容器回路中串接电抗器,通过选择电抗值使电容器回路在最低次谐波频率下呈现出感性,就可消除谐波放大。
为此,串联电抗器的电抗值应满足,即。
⏹目前,国内并联电容器配置的电抗器的电抗率主要有以下4种
类型:小于0.5%、4.5%、6%和12% 。
配置小于0.5%电抗率的电抗器的主要目的是限制电容器的合闸涌流;当采用基波感抗为容抗的4.5%或6%的串联电抗器时,可抑制5次以上的谐波电流;当采用基波感抗为容抗的12%的串联电抗器时,可抑制3次以上的谐波电流。
配电网一般考虑3、5次谐波,因此配电网大多采用串联4.5~6%电抗器的电容器组。
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。
串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择陈伯胜(镇江供电公司,江苏省 镇江市 212001)摘 要: 串联电抗器是高压并联电容器装置的重要组成部分,其主要作用是抑制谐波和限制涌流,因此,在并联电容器的回路中串联电抗器是非常必要的。
电抗率是串联电抗器的重要参数,电抗率的大小直接影响着它的作用。
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。
关键词:串联电抗器; 谐波抑制; 电抗率选择 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]。
经过仔细了解和分析,发现该110kV变电所的10kV系统存在大量的非线性负载。
即使在电容器组不投入运行的情况下,10kV母线的电压总畸变率也高达4.01%,其中3次谐波的畸变率高达3.48%。
在如此谐波背景下,2400kvar电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是否适合?现计算分析如下。
2.2 电抗率的选择分析 (1)电容器装置侧有谐波源时的电路模型及参数 在同一条母线上有非线性负荷形成的谐波电流源时(略去电阻),并联电容器装置的简化模型如图1所示[3]。
谐波电流和并联谐波阻抗为 式中 n为谐波次数;n为谐波源的第n次谐波电流;XS为系统等值基波短路电抗;XC为电容器组基波容抗;XL为串联电抗器基波电抗。
由于谐波源为电流源,谐波电压放大率与谐波电流放大率相等,故由式⑴整理推导可得谐波电压放大率 当式(2)谐波阻抗的分子的数值等于零时,即从谐波源看入的阻抗为零,表示电容器装置与电网在第n次谐波发生串联谐振,可得电容支路的串联谐振点 当式(2)谐波阻抗的分母的数值等于零时,即从谐波源看入的阻抗为∞,表示电容器装置与电网在第n次谐波发生并联谐振,并可推导出电容器装置的谐振容量QCX [4]为 系统及元件的参数如表1所示。
(2)避免谐振分析 计算电抗率选择6%时,发生3次、5次谐波谐振的电容器容量,将有关参数代入式(5),得3次、5次谐波谐振电容器容量分别为 由此可见, 2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器不会发生3次、5次谐波并联谐振或接近于谐振。
(3)限制涌流分析 计算电抗率选择6%后,同一电抗率的电容器单组或追加投入时,能否有效抑制涌流,文献[4]中所提供的 涌流峰值的标幺值(以投入的电容器组额定电流的峰值为基准值);Q为电容器组的总容量,Mvar;Q 0为正在投入的电容器组的总容量,Mvar;Q ¢为所有原来已经运行的电容器组的总容量,Mvar;b为电源影响系数。
已知两套电容器装置均为单组投切 由此可见,2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器,另外一组电抗率为6%的电容器单组或追加投入时,涌流能够得到有效限制。
(4)谐波电压放大率分析计算电抗率选择6%时,将有关参数代入式(3),经过计算,电容器组对1~7次谐波电压放大率FVN 结果如表2所示。
由计算结果可以看出,选择6%的串联电抗器对3次谐波电压放大率FVN为1.21,对5次谐波电压放大率FVN为0.69。
经过与现场谐波实测数据比较发现:3次谐波电压放大率FVN与以上理论计算值基本一致,但5次谐波电压放大率FVN的误差较大。
文献[5]认为:简化的电路模型对于3次谐波电压放大率FVN的计算有工程价值,但对5次谐波电压放大率FVN的计算无工程价值。
2400 kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器,产生了3次谐波放大,且超过公用电网谐波电压(相电压)3.2%的限值[2]。
因此可以判断在如此谐波背景下,2400kvar的电容器组配置电抗率为6%的串联电抗器是不恰当的。
(5)电抗率的合理选择 要做到合理地选择电抗率必须了解该电容器接入母线处的背景谐波,根据实测结果对症下药。
并联电容器的串联电抗器,IEC标准按照其作用分为阻尼电抗器和调谐电抗器。
阻尼电抗器的作用是限制并联电容器组的合闸涌流,其电抗率可选择得比较小,一般为0.1%~1%;调谐电抗器的作用是抑制谐波。
当电网中存在的谐波不可忽视时,则应考虑使用调谐电抗器,其电抗率可选择得比较大,用以调节并联电路的参数,使电容支路对于各次有威胁性谐波的最低次谐波阻抗成为感性,据式(4)可得K值 即对于谐波次数最低为5次的,K>4%;对于谐波次数最低为3次的,K>11.1%。
如果该变电所的2400 kvar电容器组的电抗率分别按照0.1%、1%、4.5%、12%配置,试将有关参数代入式(3),经过计算,1~7次谐波电压放大率FVN的结果如表3所示。
由计算结果可以看出,选择12%的串联电抗器对3次谐波电压放大率FVN仅为0.50。
因此电抗率按照12%配置是值得进一步验算的。
经过进一步验算(谐振分析、限制涌流分析因篇幅所限略),选择12%的串联电抗器不会发生3次、5次谐波并联谐振或接近于谐振,同时另外一组电抗率为12%的电容器单组或追加投入时,涌流能够得到有效限制。
(6)电抗率选择的进一步分析 值得一提的是我国的电网普遍存在3次谐波,故不同电抗率所对应的3次谐波谐振电容器容量QCX3应该引起足够的重视。
由式(5)计算可得,分别选择4.5%、6%和12%的串联电抗器后,3次谐波谐振电容器容量分别为 即当串联电抗率选4.5%,电容器的容量达到或接近电容器装置接入母线的短路容量的6.6%时,就会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振;当串联电抗率选6%,电容器的容量达到或接近电容器装置接入母线的短路容量的5.1%时,也会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振;当串联电抗率选12%,一般不会发生3次谐波并联谐振。
一般情况下,110kV变电所装设的电容器的容量较小(0.05S d ~0.06 S d),不会发生3次谐波并联谐振或接近于谐振,但会引起3次谐波的放大;而220kV变电所装设的电容器的容量较大,完全有可能发生3次谐波并联谐振或接近于谐振,因此务必引起设计人员的高度重视。
3 串联电抗器的选择 3.1 串联电抗器额定端电压 串联电抗器的额定端电压与串联电抗率、电容器的额定电压有关。
该额定端电压等于电容器的额定电压乘以电抗率(一相中仅一个串联段时),10kV串联电抗器的额定端电压的选择见表4。
3.2 串联电抗器额定容量 串联电抗器额定容量等于电容器的额定容量乘以电抗率(单相和三相均可按此简便计算)。
由此可见,串联电抗器额定端电压、额定容量均与电容器的额定电压、额定容量及电抗率有关。
电容器的额定电压、额定容量本文不作详细分析,下面着重分析串联电抗率的选择。
3.3 电抗率选择的一般原则 (1)电容器装置接入处的背景谐波为3次 根据文献[4],当接入电网处的背景谐波为3次及以上时,一般为12%;也可采用4.5%~6%与12%两种电抗率。
设计规范说的较含糊,实际较难执行。
笔者认为,上述情况应区别对待: 1)3次谐波含量较小,可选择0.1%~1%的串联电抗器,但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值,并且有一定的裕度。
2)3次谐波含量较大,已经超过或接近国标限值,选择12%或12%与4.5%~6%的串联电抗器混合装设。
(2)电容器装置接入处的背景谐波为3次、5次 1)3次谐波含量很小, 5次谐波含量较大(包括已经超过或接近国标限值),选择4.5%~6%的串联电抗器,忌用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,但应验算电容器装置投入后3次谐波放大是否超过或接近国标限值,并且有一定的裕度。
3)3次谐波含量较大,已经超过或接近国标限值,选择12%或12%与4.5%~6%的串联电抗器混合装设。
(3)电容器装置接入处的背景谐波为5次及以上 1)5次谐波含量较小,应选择4.5%~6%的串联电抗器。
2)5次谐波含量较大,应选择4.5%的串联电抗器。
(4)对于采用0.1%~1%的串联电抗器,要防止对5次、7次谐波的严重放大或谐振;对于采用4.5%~6%的串联电抗器,要防止对3次谐波的严重放大或谐振。
4 几点建议 (1)新建变电所的电容器装置中串联电抗器的选择必须慎重,不能与电容器任意组合,更不能不考虑电容器装置接入处的谐波背景。
(2)对于已经投运的电容器装置,其串联电抗器选择是否合理需进一步验算,并组织现场实测,了解电网谐波背景的变化。
对于电抗率选择合理的电容器装置不得随意增大或减小电容器组的容量;对于电抗率选择不合理的电容器装置必须更换匹配的串联电抗器。
(3)电能质量的综合治理是系统工程,在并联电容器回路中串联电抗器仅是抑制谐波的治标之举,要真正做到标本兼治必须遵循谁污染谁治理、多层治理分级协调的原则。
参考文献[1]潘艳,刘连光,胡国新(Pan Yan, Liu Lianguang, Hu Guoxin).补偿电容器串联电抗对无源LC滤波器性能的影响(Affection of compensating capacitor bank in series with reactor on performance of passive filter consisting of inductance and capacitance)[J].电网技术(Power System Technology),2001,25(7):56-59,71. [2]GB/T 14549-93,电能质量公用电网谐波[S]. [3]吕润馀.电能质量技术丛书第三分册—电力系统高次谐波[M].北京:中国电力出版社,1998. [4]GB 50227-95,并联电容器装置设计规范[S]. [5]杨昌兴(Yang Changxing).并联电容器装置的谐波响应及抑制对策(Harmonic response of shunt capacitor devices and its restricted countermeasures)[J].浙江电力(Zhejiang Electric Power),1994,(1):22-30.。