20100625电抗器的作用

20100625电抗器的作用 电抗器的作用 2008-08-10 08:57 电力网中所采用的电抗器，实质上是一个无导磁 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 的空心线圈。它可以根据需要，布置为垂直、水平和品字形三种装配形式。在电力系统发生短路时，会产生数值很大的短路电流。如果不加以限制，要保持电气设备的动态稳定和热稳定是非常困难的。因此，为了满足某些断路器遮断容量的要求，常在出线断路器处串联电抗器，增大短路阻抗，限制短路电流。 由于采用了电抗器，在发生短路时，电抗器上的电压降较大，所以也起到了维持母线电压水平的作用，使母线上的电压波动较小，保证了非故障线路上的用户电气设备运行的稳定性。 近年来，在电力系统中，为了消除由高次谐波电压、电流所引起的电容器故障，在电容器回路中采用串联电抗器的方法改变系统参数，已取得了显著的效果。 干式空心电抗器的作用和使用寿命 近年来，我国500kV输电线路迅速发展，电网容量越来越大，由于电压等级高，电网装机容量大，造成了系统短路电流增大，事故电压波动大，功率因数偏低，开关容量不够和谐波电流的增加，解决这些问题的方法是在系统上安装电抗器。大容量干式空心电抗器是近几年研制开发的新型电抗器，它具有线性特性好，参数稳定，防火性能好的特点，本文仅就干式空心电抗器(以下简称电抗器)的作用和使用寿命作一 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 。 来源:www.tede 1 电抗器的作用 1.1 电抗器的限流和滤波作用 电网容量的扩大，使得系统短路容量的额定值迅速增大。如在500kV变电所的低压35kV侧， 最大的三相对称短路电流有效值已经接近50kA。为了限制输电线路的短路电流，保护电力设 备，必须安装电抗器，电抗器能够减小短路电流 和使短路瞬间系统的电压保持不变。 在电容器回路安装阻尼电抗器(即串联电抗器)，电容器回路投入时起抑制涌流的作用。同时与电容器组一起组成谐波回路，起各次谐波的滤波作用。如在500kV变电所35kV无功补偿装置的电容器回路中，为了限制投入电容器时的涌流和抑制电力系统的高次谐波，在35kV电容器回路中必须安装阻尼电抗器，抑制3次谐波时，采用额定电压35kV，额定电感量26.2mH，额定电流350A干式空心单相户外型阻尼电抗器，它与2.52Mvar电容器对3次谐波形成谐振回路，即3次谐波滤波回路。同样，为了抑制5次及以上高次谐波，采用了额定电压35kV，额定电感量9.2mH，额定电流382A单相户外型阻尼电抗器，它与2.52Mvar电容器对5次及以上高次谐波形成谐振回路。起到了抑制高次谐波的作用，需要说明的是，在国家 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 《电抗器》 GB10229—88和IEC289—88国际标准中均对阻尼电抗器的使用和技术条件作了规定。但目前国内有些部门将阻尼电抗器称为串联电抗器，严格来讲是不合适的，因为上述标准中均没有串联电抗器这个名称。 1.2 电抗器在无功补偿装置中的作用 随着我国500kV电力系统的发展，以及电气化铁路和大型钢铁基地的建设，在大型枢纽变电 所中需要安装静止补偿装置的趋势越来越明显。静止补偿装置对负载突变的反映速度快(一般响应时间为0.02,0.04s)，具有平滑的无功功率和电压调节特性。因此它能够稳定电力系统电压，有效地补偿电力系统的无功功率系数，抑制电压的波动，维持电力系统处于三相平衡状态，抑制电力系统的次同步振荡。此外安装在电力系统枢纽点的静止补偿装置还能起降低电力系统暂态超压的作用。因此各大电网均要求大中型变电站必须安装电抗器来补偿电容性的无功功率，做到就地补偿，就地平衡，以保证电力系统的安全运行。 电抗器是无功补偿装置的重要组成部分之一，并联电抗器用来提供感抗值消耗电力系统过剩 的电容性无功功率，这在电力系统初期输送功率较小的时候以及电力系统后期在每日深夜轻负荷的时候都是十分必要的。因为在上述两种情况 下，输电线路的无功功率损耗小，由于电容效应，输电线路产生的无功功率大于输电线路消耗的无功功率，在整个电力系统中存在剩余的无功功率(电容性)，必须安装并联电抗器来消耗这部分剩余的无功功率，满足电力系统无功平衡的需要，维持电力系统的电压水平。否则电力系统的电压过高，无法安全运行。 近年来用减少静止补偿装置中晶闸管的数量，来节省整个装置的投资，有尽可能增大电容器 组(简称TSC)容量和并联电抗器组(简称TCR)容量的趋势。在有的静止补偿装置中甚至取消了TSC回路，完全由固定电容器组(简称FC)代替。这样为了保持静止补偿装置具有连续平滑的无功功率和电压调节特性，就需要加大并联电抗器的总容量。因此，电抗器的用量将越来越大。 串联在电容器回路中的阻尼电抗器除起到前面所叙述的限制涌流和高次谐波的作用外，也起 到了无功补偿的作用。 2 电抗器使用寿命的分析 电抗器在额定负载下长期正常运行的时间，就是电抗器的使用寿命。电抗器使用寿命由制造 它的材料所决定。制造电抗器的材料有金属材料和绝缘材料两大类。金属材料耐高温，而绝缘材料长期在较高的温度、电场和磁场作用下，会逐渐失去原有的力学性能和绝缘性能，例如变脆、机械强度减弱、电击穿。这个渐变的过程就是绝缘材料的老化。温度愈高，绝缘材料的力学性能和绝缘性能减弱得越快;绝缘材料含水分愈多，老化也愈快。电抗器中的绝缘材料要承受电抗器运行产生的负荷和周围环境的作用，这些负荷的总和、强度和作用时间决定绝缘材料的使用寿命。 这些负荷包括热性质的、机械性质的和电气性质的，周围环境的作用指潮湿、化学污染、灰 尘和各种射线。 由于热作用一方面可以引起化学变化，如导致绝缘材料原子结构中的链断裂，分子结构改变，分离反应和交链反应;另一方面由于金属导线和相邻的绝缘材 料间的热膨胀差别很大，而产生机械破坏。 因电抗器运行产生的交变磁场而引起的机械负荷有压力、拉力、伸展、振动。强度太高时， 绝缘材料会产生撕裂拉断，损耗大会引起发热而产生破坏。周围环境中对电抗器起破坏作用的最普遍的是温度高、温度波动大和相对湿度大;其次有强光照射、灰尘、细沙、烟雾等;另外还有生物(如霉菌和细菌)的影响，以及一些动物(如白蚁)的侵害。在此要提一下各种辐射对绝缘材料均有一定的破坏作用，对于聚合的绝缘材料辐射分子量增加，或者由于链分裂，网状组织导致破坏。 电抗器运行时，它的使用寿命要受到以上各种负荷和环境的影响，其中负荷和环境的影响最 大，因此，在保持足够的机械和电气特性下，温度稳定性和热状态均被看作是电抗器设计制造质量的重要指标，温度稳定性和热状态的突出影响是科研人员研究热负荷和寿命之间关系的原因。为此，国际电工委员会(IEC)和国家标准局制定了电抗器的IEC标准和国家标准。表1为干式空心电抗器国家标准规定的温升限值。从表1可以看出，各种绝缘材料的耐热温度与相应温升的差值，随着绝缘等级的提高而增大。这是因为采用不同耐热等级的绝缘材料制造的电抗器，运行时的温升限值是不同的。当温升较高时，电抗器运行时的热流强度就要增大。一般来说，部件中温度的分布随热流强度的增加而趋于不均匀，其平均温度与最热点温度的差值也增大。 表1 干式空心电抗器国家标准规定的温升限值 绝缘的温度等级 ( 电阻法测得的平均值) 绝缘等级 /? 温升限值/K A 105 60 E 120 75 B 130 85 F 155 100 H 180 125 C 220 150 电抗器运行时，它的绕组既是导热介质，又是热源，它的温度一般来说在空间上总是按一定规律呈曲线分布。这样就有了最热点温升和平均温升之分，电抗器的发热限度以最热点温升为准，平均温升是检验设计是否合理和经济性能好坏的重要指标。平均温升与最热点温升之间有一定的规律性联系。可以用平均温升来衡量电抗器的发热情况，电抗器绕组绝缘的热寿命和绝缘是否受损应由绕组最热点温升来决定，而不是平均温度来决定。干式空心电抗器的使用寿命根据蒙特申格尔(Montsinger)的寿命定律来计算 T,Ae-αθ (1) 式中 T——绝缘材料的使用寿命 A——常数(根据电抗器所用绝缘材料的等级确定) α——常数，约为0.88 θ——绝缘材料的温度 对于蒙特申格尔寿命定律的半对数θ,f(lnT)，得到含有方向常数-1/α的直线，该直线如图所示，这就是绕组的寿命(绕组耐热等级为A、B和H)与绕组工作温度的函数关系。 图 A、B和H耐热等级绝缘绕组的寿命与绕组运行温度的函数关系 从式(1)和图中可以看出，每种绝缘材料都有一个固定的温度变化值。在某一统计期内，若 电抗器的最热点温度比所用绝缘材料的最高允许温度低，则绝缘老化缓慢，寿命延长。反之，则绝缘老化加快，寿命缩短。对于电抗器的全部寿 命而言，这一寿命的延长或缩短便构成了寿命的补偿。每种绝缘材料的寿命减小到一半或寿命增加一倍的温度变化值是固定不变的。该温度变化值对于A级为8?，对于B级为8,10?，对于H级为12?。由于A级的Δθ, 8?，因而蒙特申格尔寿命定律还称为8? 规则 编码规则下载淘宝规则下载天猫规则下载麻将竞赛规则pdf麻将竞赛规则pdf ，H级一般称为12?规则。 我们知道，每种绝缘材料均有其耐热的绝对最高温度(见表2)，当超过其绝对最高温度时， 绝 缘材料将迅速碳化而失去绝缘性能和力学性能。因此若电抗器经常过负荷运行时，一定要在 订货时与制造厂协商，在设计和制造过程中考虑经常过负荷的工作状态。 表2 绝缘等级和绝对最高温度的关系 绝缘等级温度/? 105(A) 120(E) 130(B) 155(F) 180(H) 220(C) 绝对最高温度/? 150 175 185 210 235 260 7 电网中含有谐波情况下的无功补偿 7.1 对原有变流器负荷的补偿 当电网接有谐波源负载(例如变流器等)时，不能将补偿电容器直接接于电网，因为电容器与电网阻抗形成并联谐振回路，在对谐振频率进行估算时，可以根据电网短路功率Sk"和电容器基波补偿容量Qc1计算Vr=F(Qcl/Sk")。 在5次谐波频率下电网具有谐振，并联阻抗Xp大大升高，由谐波源发出的5次谐波电流流入谐振回路后，会产生很高的谐波电压，谐波电压叠加在基波电压上，导致电压波形发生畸变。在电网和电容器之间流动的平衡电流可达谐波源发出的电流的数倍，即谐波放大，此时变压器和电容器承受大于正常情况的负荷，特别是电容器，长期运行于过负荷状态，加速绝缘老化，甚至击穿爆炸。可以根据电网阻抗和电容器容抗预先计算出并联谐振频率，调整电容器容量配置，使并联谐振频率与特征谐波频率保持一定的距离，避免谐波放大。但是实际的电网阻抗不为常数，而时常处于不断变化之中，很难完全避开谐振，特别当电容器分组调节运行时，情况更为复杂。 当需要对接有谐波源设备的电网进行补偿时，必须采取技术措施，将并联谐振点 移到安全位置，而实践证明最可靠的方法就是在电容器回路中串联电抗器。 7.2 电容器回路串电抗 电容器串电抗后形成一个串联谐振回路，在谐振频率下呈现出很低的阻抗(理论上为0)。如果串联谐振频率与电网特征谐波频率一致，则成为纯滤波回路。如果只吸收少量谐波，则称为失谐滤波回路。 失谐波回路的主要用途是防止谐波放大，滤波效果不大，回路串联谐振频率通常低于电网的最低次特征谐波频率，即设定为基波频率的3.8,4.2倍。 工程计算公式为: 电抗器电抗XL=电容器容抗Xc的百分比(X%)或者:电抗器功率QL=电容器基波容量QC的百分比(X%) 电抗器电抗或容量一般为电容器容抗或容量的6%,7%。在选择X=6%时，谐振次数为V=4.08。 失谐滤波回路只吸收少量5次及以上的谐波，谐波源产生的谐波的大部分流入电网，电容器容量根据预计达到的功率因数值确定。 纯滤波回路的主要用途是吸收谐波，同时补偿基波无功功率。 在串联谐振状态下，滤波回路的合成阻抗Xs接近于0，因此可对相关谐波形成“短路”。 在谐振频率以下滤波回路呈容性，因此能够输出容性基波无功功率以补偿感性无功功率。在谐振频率以上滤波回路呈感性。 由于滤波回路在谐振点以下呈容性，所以在其特征频率以下又与电网电感形成并联谐振回路。如果在这个频率范围内没有特征谐波，则并联谐振对电网不会产生危害。 设计滤波回路时，应从最低次谐波开始，例如对于6脉动桥式变流器的谐波，应从5次谐波开始设置滤波回路。多个滤波回路的并联谐振频率。 当电容器采用?形接线，则滤波回路的谐振频率一般设定为特征谐波频率的96%,98%，以便平衡电网的频率波动和环境温度变化引起的电容量的改变，滤波回路除了输出基波无功功率外，还要承受谐波负荷，多个不同谐振频率的滤波器在两个过0点间会出现一个并联谐振点。 7.3 滤波回路的无功功率调节 由于滤波回路的主要任务是吸收电网谐波，所以限制了对基波无功功率进行调节的灵活性，只能对各个回路进行投切，投入的顺序为从低次到高次，切除的顺序为从高次到低次。对于容量较大的补偿滤波装置，可以采取纯滤波回路和失谐滤波回路结合的方法，即纯滤波回路固定运行，补偿基本负荷，失谐滤波回路作为调节运行。 对于低压谐波装置，也可以采取多个同次滤波回路并联的方法，但需注意以下两点: a)失谐滤波回路可以并联运行，用于对滤波效果没有严格要求的场所。 b)同次调谐滤波回路并联运行会出现问题。在谐振频率下回路阻抗理论上为0，但实际上电流不可能在2个支路间平均分配，其主要原因: ——由于元件制作误差、环境温度变化、电容器老化和元件容丝的动作等因素影响，导致各支路阻抗不为0，并且互有差异。 ——电感和电容的调谐精度的限制。不可能将两个支路的参数调得完全一样。 如果两个同次滤波回路中的一个在特征谐波频率下呈感性，另一个呈容性，则会产生并联谐振，使谐波放大。 如果经过经济技术比较需要采用并联方式，可以将两个支路均调为在特征谐波频率下呈感性，即ωr 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。 7.4 滤波回路的选择 选择滤波回路有以下两个原则: a)主要用于吸收谐波，降低电网电压畸变，基波无功补偿居次要位置。 b)提高电网功率因数，同时吸收谐波，电容器容量按无功补偿的要求配置。 7.5 滤波回路的效应 在谐振频率下滤波回路仍然具有电阻，因此会产生损耗。图6原理图中忽略了所有其他负载，包括电缆电容，但并不影响计算准确度。 电容器容量越小，谐振曲线越陡，一旦失谐，会有大量谐波电流进入电网。电容器容量越大，滤波效果也越好。 品质因数改变时谐振曲线只在特征谐波附近变化，在滤波器调谐频率与谐波频率相等或相近的情况下，品质因数越高，滤波效果越好。考虑到电容器和电抗器制造技术和费用等条件，品质因数一般在30,80之间。 谐波分流特性只适用于谐波源和滤波器稳定状态，在谐波源(例如可逆轧机传动)动态变化过程中，谐波电流的每次改变均会引起滤波器震荡，滤波器回路电阻越大(品质因数越小)，则震荡时间越短，但滤波效果要降低。对于频繁变化的谐波源负载，在过渡过程期间，电网要承受较大的谐波电流。 7.6 电网分析与计算 设计补偿装置和滤波回路时，除了计算选择元器件参数外，对于特定的供电系统还需要进行具体电网分析，模拟出设备投入后预期的效果。 电抗器 电气回路的主要组成部分有电阻、电容和电感.电感具有抑制电流变化的作用,并能使交流电移相.把具有电感作用的绕线式的静止感应装置称为电抗器。 电抗器的作用 问:在电力系统中电抗器的作用有那些, 答: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。 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。(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。 整定原则 差动保护:由于电抗器投入时无励磁涌流产生的差流，动作一般按0.5~0.7倍的额定电流整定。 过流保护:按可靠躲过电抗器额定电流整定，一般为1.5~2倍的额定电流、时间0.5~1.7S。 电源变压器和电力变压器功能、作用、用途和原理 电源变压器和电力变压器功能、作用、用途和原理 电源变压器的功能是功率传送、电压变换和绝缘隔离,作为一种主要的软磁电磁元件,在电源技术中和电力电子技术中得到广泛的应用.根据传送功率的大小,电源变压器可以分为几档:10kVA以上为大功率,10kVA~0.5kVA为中功率,0.5kVA~25VA为小功率,25VA以下为微功率。传送功率不同,电源变压器的设计也不一样,应当是不言而喻的。有人根据它的主要功能是功率传送,把英文名称“Power Transformers”译成“功率变压器”,在许多文献资料中仍然在使用。究竟是叫“电源变压器”,还是叫“功率变压器”好呢?有待于科技术语方面的权威机构来选择决定。 同一个英文名称“Power。 ”,还可译成“电力变压器电力变压器主要用于电力输配系统中起功率传送、电压变换和绝缘隔离作用,原边电压为6kV以上的高压,功率最小5kVA,最大超过上万kVA.电力变压器和电源变压器,虽然工作原理都是基于电磁感应原理,但是电力变压器既强调功率传送大,又强调绝缘隔离电压高,无论在磁芯线圈,还是绝缘结构的设计上,都与功率传送小、绝缘隔离电压低的电源变压器有显著的 差别,更不能将电力变压器设计的优化设计条件生搬硬套地应用到电源变压器,中去。电力变压器和电源变压器的设计方法不一样,也应当是不言而喻的。 电抗器是什么概念,作用是什么?工作原理 1电抗器 电气回路的主要组成部分有电阻、电容和电感.电感具有抑制电流变化的作用,并能使交流电移相.把具有电感作用的绕线式的静止感应装置称为电抗器。 电抗器的作用 问:在电力系统中电抗器的作用有那些, 答: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。 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。(5)防止发电机带长线路可能出现的自励磁谐振现象。(6)当采用电抗器中性点经小电抗接地装置时，还可用小电抗器补偿线路相间及相地电容，以加速潜供电流自动熄灭，便于采用。 消弧线圈的作用 消弧线圈是一种带铁芯的电感线圈。它接于变压器(或发电机)的中性点与大地之间，构成消弧线圈圈接地系统。正常运行时，消弧线圈中无电流通过。而当电网受到雷击或发生单相电弧性接地时，中性点电位将上升到相电压，这时流经消弧线圈的电感性电流与单相接地的电容性故障电流相互抵消，使故障电流得到补偿，补偿后的残余电流变得很小，不足以维持电弧，从而自行熄灭。这样，就可使接地故障迅速消除而不致引起过电压。 另外，中性点不接地系统单相接地的间歇性电弧是引起弧光接地过电压的主要原因。由于消弧线圈的补偿作用，可以基本上杜绝电弧的重燃，从而制止了间歇性 电弧的产生，因此也不会产生弧光接地过电压。由此可见消弧线圈对过电压保护具有一定的作用。 串联电抗器抑制谐波的作用及电抗率的选择 2008-09-22 22:22 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 [1]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。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 [2]达到4.33%，超过公用电网谐波电压(相电压)4%的限值，其中3次谐波的畸 [2]变率达到3.77%，超过公用电网谐波电压(相电压)3.2%的限值。 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 [3]容器装置的简化模型如图1所示。 谐波电流和并联谐波阻抗为 式中n为谐波次数; 为谐波源的第n次谐波电流;X为系统等值基波短nS 路电抗;X为电容器组基波容抗;X为串联电抗器基波电抗。 CL 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?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 [4]容量Q为 CX 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 为正在投入的电容器组的总容量，Mvar;Q ?为所0 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F结果如表2所示。 VN 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F为VN1.21，对5次谐波电压放大率F为0.69。经过与现场谐波实测数据比较发现:VN 3次谐波电压放大率F与以上理论计算值基本一致，但5次谐波电压放大率FVNVN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F的计算VN有工程价值，但对5次谐波电压放大率F的计算无工程价值。2400 kvar的电VN 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 [2]谐波电压(相电压)3.2%的限值。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F的结VN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F仅VN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Q应该引起足够的重视。 CX3 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 ,0.06 S )，d 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(