【串联电抗器的作用及选择】

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串联电抗器的作用及选择

一、前    言
1.随着电力电子技术的广泛应用与发展，供电系统中非线性负载的使用被大量增加，特别是静止变流器的采用，引起了电网电流、电压波形发生畸变，从而造成严重的谐波“污染”。谐波产生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、三相不平衡等。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”。
2.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。为了谐波的“污染”，一般我们采取在母线端并联电容器的方法，且在并联电容器的回路中串联电抗器可有效的抑制并联电容器对谐波的放大。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。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。
二、串联电抗器的选择
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)。
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.电抗率选择的一般原则
(1)电容器装置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。因此上述情况应区别对待：
a.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。
b.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
a.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；
b.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；
c.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
a.5次谐波含量较小，应选择4.5～6(%)的串联电抗器；
b.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须遵循谁

污染谁治理、多层治理分级协调的原则。

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